Номер 349, страница 73 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

349. Какое число общих электронных пар участвует в образовании ковалентных связей в молекуле серной кислоты? Какое число электронных пар, не участвующих в образовании химических связей, имеется во всех атомах в молекуле серной кислоты?

Решение

Для ответа на вопросы необходимо определить строение молекулы серной кислоты ($H_2SO_4$) и подсчитать количество связывающих и несвязывающих (неподеленных) электронных пар.

Сначала определим общее число валентных электронов в молекуле:

• Атом водорода (H) относится к 1-й группе и имеет 1 валентный электрон. В молекуле 2 атома H, итого $2 \times 1 = 2$ электрона.

• Атом серы (S) относится к 16-й группе и имеет 6 валентных электронов.

• Атом кислорода (O) относится к 16-й группе и имеет 6 валентных электронов. В молекуле 4 атома O, итого $4 \times 6 = 24$ электрона.

Суммарное число валентных электронов в молекуле: $2 + 6 + 24 = 32$ электрона, что составляет $32 / 2 = 16$ электронных пар.

Структурная формула Льюиса для серной кислоты, в которой формальные заряды на атомах минимизированы, показывает, что центральный атом серы (S) образует расширенную валентную оболочку. Он связан с двумя атомами кислорода двойными связями (S=O) и с двумя гидроксильными группами (-OH) одинарными связями (S-O).

Какое число общих электронных пар участвует в образовании ковалентных связей в молекуле серной кислоты?

Подсчитаем общее число связывающих (общих) электронных пар, исходя из строения молекулы:

• Две двойные связи сера-кислород (S=O) содержат $2 \times 2 = 4$ общие электронные пары.

• Две одинарные связи сера-кислород (S-O) в гидроксильных группах содержат $2 \times 1 = 2$ общие электронные пары.

• Две одинарные связи кислород-водород (O-H) содержат $2 \times 1 = 2$ общие электронные пары.

Суммарное число общих (связывающих) электронных пар равно: $4 + 2 + 2 = 8$.

Ответ: В образовании ковалентных связей в молекуле серной кислоты участвует 8 общих электронных пар.

Какое число электронных пар, не участвующих в образовании химических связей, имеется во всех атомах в молекуле серной кислоты?

Теперь подсчитаем число неподеленных (несвязывающих) электронных пар на всех атомах в молекуле:

• На атоме серы (S) неподеленных пар нет.

• На каждом из двух атомов кислорода, связанных с серой двойной связью (S=O), имеется по 2 неподеленные электронные пары, чтобы завершить свой октет. Итого: $2 \times 2 = 4$ неподеленные пары.

• На каждом из двух атомов кислорода в гидроксильных группах (-OH) также имеется по 2 неподеленные электронные пары. Итого: $2 \times 2 = 4$ неподеленные пары.

• На атомах водорода (H) неподеленных пар нет.

Суммарное число электронных пар, не участвующих в образовании химических связей, равно: $0 + 4 + 4 = 8$.

Ответ: Во всех атомах в молекуле серной кислоты имеется 8 электронных пар, не участвующих в образовании химических связей.