Номер 534, страница 95 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

534. Для каждой из приведённых пар молекул укажите ту, в которой расстояние между ядрами атомов больше:

а) $O_2$ и $S_2$;

б) $H_2$ и $Cl_2$;

в) $F_2$ и $Cl_2$;

г) $N_2$ и $O_2$;

д) $F_2$ и $O_2$;

е) $S_2$ и $Cl_2$.

В каждом случае кратко поясните свой выбор.

Для определения, в какой из молекул расстояние между ядрами атомов больше, необходимо учитывать два основных фактора: атомные радиусы элементов и кратность (порядок) связи между атомами.

1.Атомный радиус: в пределах одной группы периодической системы он увеличивается сверху вниз с ростом числа электронных оболочек. В пределах одного периода радиус, как правило, уменьшается слева направо из-за увеличения заряда ядра. Чем больше радиусы атомов, образующих молекулу, тем больше расстояние между их ядрами (длина связи).

2.Кратность связи: с увеличением кратности связи (например, при переходе от одинарной к двойной, а затем к тройной) атомы притягиваются сильнее, и длина связи уменьшается. Тройная связь короче двойной, а двойная короче одинарной.

а) O₂ и S₂

Атомы кислорода (O) и серы (S) находятся в одной группе (16-й) периодической системы. Сера расположена в 3-м периоде, а кислород — во 2-м. С увеличением номера периода растет число электронных оболочек и, следовательно, атомный радиус. Так как радиус атома серы больше радиуса атома кислорода, то и расстояние между ядрами в молекуле $S_2$ будет больше, чем в молекуле $O_2$ (при одинаковой кратности связи, которая для обеих молекул равна двум).

Ответ: расстояние больше в молекуле $S_2$.

б) H₂ и Cl₂

Атом хлора (Cl, 3-й период) имеет значительно больший атомный радиус, чем атом водорода (H, 1-й период), так как у него больше электронных оболочек. Обе молекулы образованы одинарной ковалентной связью. Из-за большей величины атомов хлора расстояние между ядрами в молекуле $Cl_2$ будет существенно больше, чем в молекуле $H_2$.

Ответ: расстояние больше в молекуле $Cl_2$.

в) F₂ и Cl₂

Атомы фтора (F) и хлора (Cl) находятся в одной группе (17-й). Хлор расположен в 3-м периоде, а фтор — во 2-м, поэтому атомный радиус хлора больше атомного радиуса фтора. Обе молекулы имеют одинарную связь. Следовательно, расстояние между ядрами в молекуле $Cl_2$ больше, чем в $F_2$.

Ответ: расстояние больше в молекуле $Cl_2$.

г) N₂ и O₂

Атомы азота (N) и кислорода (O) находятся в одном, 2-м периоде. Атомный радиус азота немного больше, чем у кислорода. Однако решающую роль здесь играет кратность связи. В молекуле азота $N_2$ связь тройная ($N \equiv N$), а в молекуле кислорода $O_2$ — двойная ($O=O$). Тройная связь значительно короче двойной. Поэтому, несмотря на немного меньший радиус атома кислорода, расстояние между ядрами в молекуле $O_2$ будет больше.

Ответ: расстояние больше в молекуле $O_2$.

д) F₂ и O₂

Атомы кислорода (O) и фтора (F) находятся во 2-м периоде. Ключевым фактором является кратность связи. В молекуле фтора $F_2$ связь одинарная ($F-F$), а в молекуле кислорода $O_2$ — двойная ($O=O$). Двойная связь короче одинарной. Поэтому расстояние между ядрами в молекуле $F_2$ больше, чем в молекуле $O_2$.

Ответ: расстояние больше в молекуле $F_2$.

е) S₂ и Cl₂

Атомы серы (S) и хлора (Cl) находятся в одном, 3-м периоде. Как и в предыдущих случаях с элементами одного периода, основное влияние оказывает кратность связи. В молекуле серы $S_2$ связь двойная ($S=S$), а в молекуле хлора $Cl_2$ — одинарная ($Cl-Cl$). Одинарная связь длиннее двойной. Следовательно, расстояние между ядрами в молекуле $Cl_2$ больше.

Ответ: расстояние больше в молекуле $Cl_2$.