Номер 8, страница 185 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

8. Изобразите электронные формулы молекул $H_2O$, $NH_3$, $CH_4$, $OF_2$. Укажите полярные связи в молекулах и знаки частичных зарядов атомов.

Решение

Электронные формулы (формулы Льюиса) показывают валентные электроны атомов в молекуле в виде точек. Пара точек между атомами обозначает общую электронную пару, образующую ковалентную связь. Точки, принадлежащие одному атому, — это неподеленные электронные пары.

Полярность ковалентной связи определяется разницей в электроотрицательности (ЭО) атомов. Если ЭО атомов различна, общая электронная пара смещается к более электроотрицательному атому. На нем возникает частичный отрицательный заряд ($δ-$), а на менее электроотрицательном атоме — частичный положительный заряд ($δ+$). Такая связь называется полярной ковалентной.

Молекула H₂O (вода)

Атом кислорода имеет 6 валентных электронов, а каждый атом водорода — по одному. В молекуле воды образуются две одинарные ковалентные связи $O-H$, и у атома кислорода остаются две неподеленные электронные пары. Электронная формула выглядит так:

$H:\ddot{O}:H$

Электроотрицательность кислорода ($ЭО ≈ 3.44$) выше, чем у водорода ($ЭО ≈ 2.20$). Поэтому общие электронные пары в связях $O-H$ смещены к атому кислорода. Связи $O-H$ являются полярными. На атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд ($δ-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($δ+$).

Ответ: Электронная формула $H:\ddot{O}:H$. Связи $O-H$ полярные. Частичные заряды: $H^{\delta+}$, $O^{\delta-}$.

Молекула NH₃ (аммиак)

Атом азота имеет 5 валентных электронов, а каждый атом водорода — по одному. В молекуле аммиака образуются три одинарные ковалентные связи $N-H$, и у атома азота остается одна неподеленная электронная пара. Электронная формула:

$H:\underset{\Large H}{\ddot{N}}:H$

Электроотрицательность азота ($ЭО ≈ 3.04$) выше, чем у водорода ($ЭО ≈ 2.20$). Общие электронные пары в связях $N-H$ смещены к атому азота. Связи $N-H$ являются полярными. На атоме азота возникает частичный отрицательный заряд ($δ-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($δ+$).

Ответ: Электронная формула $H:\underset{\Large H}{\ddot{N}}:H$. Связи $N-H$ полярные. Частичные заряды: $H^{\delta+}$, $N^{\delta-}$.

Молекула CH₄ (метан)

Атом углерода имеет 4 валентных электрона, а каждый атом водорода — по одному. В молекуле метана образуются четыре одинарные ковалентные связи $C-H$. Неподеленных электронных пар у центрального атома углерода нет. Электронная формула:

$\begin{matrix} & H \\ & \vdots \\ H & \text{:} C \text{:} & H \\ & \vdots \\ & H \end{matrix}$

Электроотрицательность углерода ($ЭО ≈ 2.55$) немного выше, чем у водорода ($ЭО ≈ 2.20$). Разница невелика, поэтому связь $C-H$ является слабополярной. Общие электронные пары незначительно смещены к атому углерода. На атоме углерода возникает небольшой частичный отрицательный заряд ($δ-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($δ+$).

Ответ: Электронная формула с четырьмя связями $C-H$. Связи $C-H$ являются слабополярными. Частичные заряды: $H^{\delta+}$, $C^{\delta-}$.

Молекула OF₂ (фторид кислорода)

Атом кислорода имеет 6 валентных электронов, а каждый атом фтора — по 7. В молекуле образуются две одинарные ковалентные связи $O-F$. У атома кислорода остаются две неподеленные электронные пары, а у каждого атома фтора — по три. Электронная формула:

$:\ddot{F}:\ddot{O}:\ddot{F}:$

Фтор — самый электроотрицательный элемент ($ЭО ≈ 3.98$), его электроотрицательность выше, чем у кислорода ($ЭО ≈ 3.44$). Поэтому общие электронные пары в связях $O-F$ смещены к атомам фтора. Связи $O-F$ являются полярными. На атомах фтора возникают частичные отрицательные заряды ($δ-$), а на атоме кислорода, в отличие от воды, — частичный положительный заряд ($δ+$).

Ответ: Электронная формула $:\ddot{F}:\ddot{O}:\ddot{F}:$. Связи $O-F$ полярные. Частичные заряды: $F^{\delta-}$, $O^{\delta+}$.