Номер 454, страница 89 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

454. Составьте электронную и графическую формулы фосфорной кислоты. Какие химические связи присутствуют в молекуле фосфорной кислоты?

Составьте электронную и графическую формулы фосфорной кислоты

Фосфорная кислота (или ортофосфорная кислота) имеет химическую формулу $H_3PO_4$.

Графическая (структурная) формула фосфорной кислоты показывает порядок соединения атомов в молекуле. Центральный атом фосфора связан с четырьмя атомами кислорода, три из которых образуют гидроксильные группы (-OH):

$$ \begin{array}{c} \text{O} \\ \parallel \\ \text{HO} - \text{P} - \text{OH} \\ | \\ \text{OH} \end{array} $$

Электронная формула (формула Льюиса) фосфорной кислоты изображает все валентные электроны. Связывающие электронные пары (ковалентные связи) обозначены черточками, а неподеленные электронные пары атомов кислорода — точками:

$$ \large \begin{array}{ccc} & \ddot{\text{O}} & \\ & \text{\|} & \\ \text{H}-\ddot{\text{O}} & - \text{P} - & \ddot{\text{O}}-\text{H} \\ & \text{|} & \\ & \ddot{\text{O}}-\text{H} & \end{array} $$

Ответ: Графическая и электронная формулы фосфорной кислоты представлены выше.

Какие химические связи присутствуют в молекуле фосфорной кислоты?

В молекуле фосфорной кислоты $H_3PO_4$ присутствуют химические связи двух типов: между кислородом и водородом (O-H) и между фосфором и кислородом (P-O). Все эти связи являются ковалентными полярными.

1. Связи O-H. Эта связь образуется между атомами двух неметаллов — кислорода и водорода. Электроотрицательность кислорода (3.44 по Полингу) значительно выше электроотрицательности водорода (2.20). Из-за этой разницы ($\Delta\chi = 1.24$) общая электронная пара сильно смещена в сторону атома кислорода, что делает связь O-H полярной.

2. Связи P-O. Эта связь образуется между атомами фосфора и кислорода. Электроотрицательность кислорода (3.44) также выше электроотрицательности фосфора (2.19). Разность электроотрицательностей ($\Delta\chi = 1.25$) также велика, поэтому все связи P-O (и одинарные, и двойная) являются полярными. Электронная плотность в них смещена к атому кислорода.

Стоит отметить, что одна из четырех связей P-O (в формуле она изображается как двойная, P=O) образуется по донорно-акцепторному механизму. Атом фосфора предоставляет свою неподеленную электронную пару, выступая в роли донора, а атом кислорода, имеющий свободную орбиталь, принимает эту пару, выступая в роли акцептора.

Ответ: В молекуле фосфорной кислоты присутствуют ковалентные полярные связи O-H и P-O. Одна из связей P-O образована по донорно-акцепторному механизму.