лабораторный опыт 4, страница 9, часть 2 - гдз по химии 8 класс тетрадь для практических работ Борушко

Лабораторный опыт 4. 20 г.

Составление моделей молекул

Цель: усовершенствовать представление о пространственном строении некоторых молекул, их сравнительных размерах.

Оборудование: шарики — модели атомов:

— белые шарики — модели атомов водорода (5 шт.);

— красные шарики — модели атомов кислорода (3 шт.);

— зеленые шарики — модели атомов хлора (1 шт.).

— Стержни различной длины.

Используя электронные и структурные формулы молекул, а также сведения о пространственном строении молекул, изготовьте модели молекул водорода, кислорода, хлороводорода, воды. Заполните таблицу.

Название вещества и молекулярная формула

Электронная формула

Структурная формула

Пространственная модель

Особенности строения и связей

Водород

$H_2$

H : H

H - H

Линейная молекула. Связь ковалентная неполярная одинарная

Кислород

Хлороводород

Вода

Угловая форма, угол $105^\circ$

Две одинарные ковалентные полярные связи

Ответьте на вопросы.

• Почему для изготовления модели молекулы хлороводорода необходимо использовать более длинные стержни, чем для модели молекулы водорода?

• Какими особенностями строения отличается молекула кислорода от молекул водорода и хлороводорода?

• Какие из представленных моделями молекул имеют ковалентную полярную связь?

Выводы

Задание

Учениками были собраны модели следующих молекул:

HF

HBr

По рисункам моделей сравните длину связей в данной паре веществ. Дайте объяснение с точки зрения изменения радиусов атомов в периодах и группах периодической системы элементов.

Используя электронные и структурные формулы молекул, а также сведения о пространственном строении молекул, изготовили модели молекул водорода, кислорода, хлороводорода, воды. Заполним таблицу.

Ответьте на вопросы.

Почему для изготовления молекулы хлороводорода необходимо использовать более длинные стержни, чем для модели молекулы водорода?

Ответ: Для изготовления модели молекулы хлороводорода (HCl) необходимо использовать более длинные стержни, чем для модели молекулы водорода (H₂), потому что атом хлора (Cl) значительно больше атома водорода (H). Длина ковалентной связи зависит от радиусов связанных атомов. Поскольку радиус атома Cl больше радиуса атома H, расстояние между ядрами в молекуле HCl будет больше, чем в молекуле H₂, состоящей из двух маленьких атомов водорода. Следовательно, для адекватного представления этой большей длины связи требуется более длинный стержень.

Какими особенностями строения отличается молекула кислорода от молекул водорода и хлороводорода?

Ответ: Молекула кислорода (O₂) отличается от молекул водорода (H₂) и хлороводорода (HCl) типом ковалентной связи. В молекуле кислорода между двумя атомами кислорода образуется двойная ковалентная связь ($O=O$), тогда как в молекулах водорода ($H-H$) и хлороводорода ($H-Cl$) образуются одинарные ковалентные связи.

Какие из представленных моделей молекул имеют ковалентную полярную связь?

Ответ: Ковалентную полярную связь имеют молекулы, образованные атомами с различной электроотрицательностью. Из представленных моделей такие связи содержат молекулы хлороводорода (HCl), так как хлор более электроотрицателен, чем водород, и воды (H₂O), так как кислород более электроотрицателен, чем водород. Молекулы водорода (H₂) и кислорода (O₂) содержат неполярные ковалентные связи, поскольку образованы атомами одного и того же элемента (разница электроотрицательностей равна нулю).

Выводы

Ответ: * Использование моделей молекул позволяет наглядно представить пространственное строение веществ, их форму и углы между связями. * Длина ковалентной связи зависит от размеров связанных атомов; чем больше радиус атомов, тем длиннее связь. * Тип химической связи (одинарная, двойная) определяет расстояние между атомами и энергию связи. * Разница в электроотрицательности между атомами определяет полярность ковалентной связи и, как следствие, полярность молекулы.

Задание

По рисункам моделей сравните длину связей в данной паре веществ. Дайте объяснение с точки зрения изменения радиусов атомов в периодах и группах периодической системы элементов.

Дано

Молекулы: HF и HBr

Найти:

Сравнить длины связей $HF$ и $HBr$

Решение

Длина ковалентной связи в молекуле зависит от размеров (радиусов) связанных атомов. Чем больше радиус атома, тем длиннее будет связь, которую он образует с другим атомом (при прочих равных условиях).

Рассмотрим атомы, образующие связи с водородом в молекулах $HF$ и $HBr$: это фтор ($F$) и бром ($Br$).

Фтор ($F$) находится во втором периоде, семнадцатой группе периодической системы.

Бром ($Br$) находится в четвёртом периоде, семнадцатой группе периодической системы.

В одной группе периодической системы элементов атомный радиус увеличивается сверху вниз, так как возрастает число электронных слоев. Следовательно, радиус атома брома ($Br$) значительно больше радиуса атома фтора ($F$).

Поскольку атом водорода ($H$) является общим для обеих молекул, длина связи будет определяться размером второго атома. Так как атом брома больше атома фтора, связь $H-Br$ будет длиннее, чем связь $H-F$.

Ответ: Длина связи $H-Br$ больше, чем длина связи $H-F$. Это объясняется тем, что атомный радиус брома ($Br$) больше атомного радиуса фтора ($F$), так как бром расположен ниже фтора в одной группе периодической системы элементов (в группе сверху вниз увеличивается число электронных слоев, что приводит к увеличению атомного радиуса). Чем больше радиус атома, тем длиннее связь, которую он образует.