II. Химическая связь и строение молекул. Межмолекулярные связи. Агрегатные состояния вещества Типовые задачи и их решение

1. Определить тип связи в следующих молекулах: KCl и AgCl. Oбъ-яснить механизм образования этих связей.

Решение.

1). Природа атомов элементов:

К – щелочной (активный) металл, s-семейство; Ag – металл, d-семейство;

Cl – неметалл, р-семейство.

2). Величина относительной электроотрицательности (ОЭО):

ОЭО (К) = 0,91, ОЭО (Ag) = 1,42, ОЭО (Сl) = 2,83. Определяем разницу ОЭО связи К – Сl: 2,83 – 0,91 = 1,92. Следовательно, связь – ионная.

Разница ОЭО связи Ag – Cl = 2,83 – 1,42 = 1,41. Следовательно, связь – ковалентная полярная.

Механизм образования ионной связи:

₁₉К 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

К^о − е = K⁺

₁₉К⁺ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s^о,

следовательно, у иона калия формируется устойчивая электронная оболочка, подобная атому инертного газа аргона [Ar].

₁₇Сl 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Cl^о + e = Cl^–

₁₇Cl^– 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶,

следовательно, у иона хлора также формируется устойчивая электронная оболочка, подобная атому инертного газа аргона [Ar].

Механизм ионной связи – перераспределение валентных электронов. Свойства – ненасыщаемость и ненаправленность. Вещество имеет кристаллическую решетку ионного типа:

Механизм образования ковалентной связи.

₄₇Ag 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d¹⁰ .

Атом серебра имеет «провал» электрона с 5s- на 4d-подуровень.

₁₇Сl 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.

Валентный (неспаренный) электрон находится на p-подуровне:

₁₇Сl KL 3 s p









Ковалентная связь образуется посредством обобществления неспаренных электронов, принадлежащих разным атомам, в общую электронную пару, которая смещена к хлору, т.к. ОЭО_Сl больше ОЭО_Ag:

Ag ^δ+ Cl ^δ– ,

где – неспаренный электрон атома серебра; – электроны атома хлора.

Свойства ковалентной связи – насыщаемость и направленность.

2. Определить тип связи в молекуле AlBr₃. Объяснить механизм образования связи и ее свойства. Какой тип гибридизации предшествует образованию молекулы AlBr₃?

Решение.

1). Природа атомов элементов:

Al – металл, p-семейство; Br – неметалл, р-семейство.

2). Величина относительной электроотрицательности (ОЭО):

ОЭО (Al) = 1,47, ОЭО (Br) = 2,74. Определяем разницу ОЭО связи Al – Br: ∆ОЭО = 2,74 – 1,47 = 1,27.

Следовательно, связь – ковалентная полярная; общие электронные пары смещены к более электроотрицательному элементу – брому. На атоме алюминия возникает эффективный положительный (δ+), а на атомах брома –эффективные отрицательные (δ−) заряды.

₁₃Al 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹

KL 3 s p





₁₃Al* KL 3 s p







тип гибридизации sp²:

₃₅Br 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Электронная схема:

₃₅Br KLM 4 s p









Механизм образования: обобществление валентных (неспаренных) электронов в общие электронные пары:

Br ^δ–

Br ^δ– Al ^3δ+ Br ^δ–

Свойства:

1). Насыщаемость (ковалентность) равна 3, так как образовались три общие пары электронов;

2). Направленность определяет форму молекулы:

форма  треугольная.

3. Определить тип связи в молекуле SbH₃ и ее форму. Какая связь возникает между молекулами NH₃ ? Почему эта связь не возникает между молекулами SbH₃ ?

Решение.

1). Природа атомов элементов: Sb – неметалл, p-семейство; Н – неметалл, s-семейство; N – неметалл, р-семейство.

2). Величина относительной электроотрицательности (ОЭО):

ОЭО (Sb) = 1,82, ОЭО (H) = 2,1, ОЭО (N) = 3,07. Определяем ΔОЭО связи Sb – H: 2,1 – 1,82 = 0,28.

Следовательно, связь – ковалентная неполярная.

ΔОЭО связи N – H = 3,07 – 2,1 = 0,97.

Cледовательно, связь – ковалентная полярная.

₅₁Sb 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p³

Электронная схема:

₅₁Sb KLMN 5 s p







