Номер 75, страница 20 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

1.75. Какие типы связей могут реализоваться в органических веществах? Приведите примеры с каждым типом связи.

В органических веществах реализуются химические связи нескольких основных типов, которые определяют их строение, физические и химические свойства. К ним относятся ковалентные (неполярные и полярные), ионные и водородные связи.

Ковалентная связь

Это основной тип химической связи в органических молекулах, который образуется путем обобществления электронов между атомами. В зависимости от разности электроотрицательностей (ЭО) атомов, образующих связь, она бывает неполярной и полярной.

Ковалентная неполярная связь возникает между атомами с одинаковой или очень близкой ЭО (разность электроотрицательностей $ \Delta\chi \le 0.4 $). Электронная пара в такой связи распределяется симметрично между ядрами атомов. Классическим примером является связь углерод-углерод (C—C). Также к ней часто относят связь углерод-водород (C—H).

Пример: связь C—C в молекуле этана ($C_2H_6$) и связь C—H в метане ($CH_4$).

Ковалентная полярная связь образуется между атомами со значительной разницей в ЭО ($ \Delta\chi > 0.4 $). Общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, что приводит к появлению на атомах частичных зарядов: отрицательного ($ \delta- $) на более электроотрицательном и положительного ($ \delta+ $) на менее электроотрицательном.

Примеры: связь C—O в спиртах (метанол, $CH_3OH$), связь O—H в карбоновых кислотах (уксусная кислота, $CH_3COOH$), связь C—Cl в хлорметане ($CH_3Cl$).

Ответ: Основным типом связи является ковалентная, которая бывает неполярной (например, С—С в этане) и полярной (например, С—О в метаноле).

Ионная связь

Эта связь возникает в результате электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами (катионами и анионами). Она образуется при большой разнице в ЭО атомов ($ \Delta\chi \ge 1.7 $), когда происходит практически полный переход электронов от одного атома к другому. В органической химии ионная связь характерна для солей органических кислот и органических оснований.

Примеры: в ацетате натрия ($CH_3COONa$) связь между ацетат-ионом $CH_3COO^−$ и ионом натрия $Na^+$; в хлориде метиламмония ($[CH_3NH_3]Cl$) связь между катионом метиламмония $CH_3NH_3^+$ и хлорид-ионом $Cl^−$.

Ответ: Ионная связь реализуется в солях органических соединений, например, в ацетате натрия ($CH_3COONa$).

Водородная связь

Это особый тип межмолекулярного или внутримолекулярного электростатического взаимодействия, которое значительно слабее ковалентной или ионной связи, но сильнее обычных межмолекулярных сил. Она образуется между атомом водорода, ковалентно связанным с сильно электроотрицательным атомом (O, N, F), и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома. Водородные связи существенно влияют на физические свойства веществ, такие как температура кипения, плавления и растворимость.

Примеры: межмолекулярные водородные связи между молекулами воды ($H_2O$), спиртов (этанол, $C_2H_5OH$), карбоновых кислот (уксусная кислота $CH_3COOH$ образует димеры). Внутримолекулярная водородная связь существует, например, в молекуле салициловой кислоты.

Ответ: Водородная связь — это меж- или внутримолекулярное взаимодействие, характерное, например, для спиртов ($C_2H_5OH$) и карбоновых кислот ($CH_3COOH$).