Номер 7, страница 76 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. Используя значения электроотрицательности элементов (табл. 7), дайте обоснование типу химической связи в веществах и частицах: NaCl, $NH_4^+$, HCl, $PCl_5$, LiF, $SO_4^{2-}$.

Дано:

Вещества и частицы: NaCl, NH₄⁺, HCl, PCl₅, LiF, SO₄²⁻.

Значения электроотрицательности (ЭО) по шкале Полинга:

$χ(Na) = 0.93$

$χ(Cl) = 3.16$

$χ(N) = 3.04$

$χ(H) = 2.20$

$χ(P) = 2.19$

$χ(Li) = 0.98$

$χ(F) = 3.98$

$χ(S) = 2.58$

$χ(O) = 3.44$

Электроотрицательность является безразмерной величиной, поэтому перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

Обосновать тип химической связи для каждого указанного вещества и частицы.

Решение:

Тип химической связи можно определить на основе разности электроотрицательностей ($Δχ$) атомов, образующих связь. Общепринятая классификация:

Если $Δχ > 1.7$, связь является ионной.

Если $0.4 < Δχ ≤ 1.7$, связь является ковалентной полярной.

Если $Δχ ≤ 0.4$, связь является ковалентной неполярной.

Проведем расчет для каждого случая.

NaCl

Связь образуется между атомом металла натрия (Na) и атомом неметалла хлора (Cl). Рассчитаем разность их электроотрицательностей:

$Δχ = |χ(Cl) - χ(Na)| = |3.16 - 0.93| = 2.23$

Поскольку разность электроотрицательностей $2.23 > 1.7$, связь между натрием и хлором является ионной. Происходит практически полный перенос валентного электрона от атома натрия к атому хлора с образованием ионов $Na^+$ и $Cl^-$.

Ответ: ионная связь.

NH₄⁺

В ионе аммония NH₄⁺ связи образуются между атомом азота (N) и четырьмя атомами водорода (H). Рассчитаем разность электроотрицательностей для связи N-H:

$Δχ = |χ(N) - χ(H)| = |3.04 - 2.20| = 0.84$

Так как $0.4 < 0.84 ≤ 1.7$, связи N-H являются ковалентными полярными. Общие электронные пары смещены к более электроотрицательному атому азота. Одна из связей образуется по донорно-акцепторному механизму, но по своим характеристикам не отличается от остальных.

Ответ: ковалентная полярная связь.

HCl

Связь в молекуле хлороводорода существует между атомом водорода (H) и атомом хлора (Cl). Рассчитаем разность электроотрицательностей:

$Δχ = |χ(Cl) - χ(H)| = |3.16 - 2.20| = 0.96$

Поскольку $0.4 < 0.96 ≤ 1.7$, связь H-Cl является ковалентной полярной. Электронная плотность смещена к атому хлора, в результате на нем возникает частичный отрицательный заряд ($δ^−$), а на атоме водорода — частичный положительный ($δ^+$).

Ответ: ковалентная полярная связь.

PCl₅

В молекуле пентахлорида фосфора связи образуются между центральным атомом фосфора (P) и пятью атомами хлора (Cl). Рассчитаем разность электроотрицательностей для связи P-Cl:

$Δχ = |χ(Cl) - χ(P)| = |3.16 - 2.19| = 0.97$

Значение $0.97$ находится в диапазоне $0.4 < Δχ ≤ 1.7$, следовательно, все пять связей P-Cl являются ковалентными полярными.

Ответ: ковалентная полярная связь.

LiF

Связь образуется между атомом щелочного металла лития (Li) и атомом галогена фтора (F), который является самым электроотрицательным элементом. Рассчитаем разность электроотрицательностей:

$Δχ = |χ(F) - χ(Li)| = |3.98 - 0.98| = 3.00$

Разность электроотрицательностей очень велика ($3.00 > 1.7$), что указывает на образование ионной связи за счет перехода электрона от атома лития к атому фтора и образования ионов $Li^+$ и $F^-$.

Ответ: ионная связь.

SO₄²⁻

В сульфат-ионе SO₄²⁻ связи образуются между центральным атомом серы (S) и четырьмя атомами кислорода (O). Рассчитаем разность электроотрицательностей для связи S-O:

$Δχ = |χ(O) - χ(S)| = |3.44 - 2.58| = 0.86$

Поскольку $0.4 < 0.86 ≤ 1.7$, связи S-O в сульфат-ионе являются ковалентными полярными. Электронная плотность смещена к более электроотрицательным атомам кислорода.

Ответ: ковалентная полярная связь.