Номер 96, страница 23 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

1.96. Определите формальные заряды на центральных атомах следующих фрагментов:

Формальный заряд (ФЗ) на атоме в молекуле или ионе определяется по формуле:

$ФЗ = (\text{число валентных электронов свободного атома}) - (\text{число неподеленных электронов}) - \frac{1}{2} (\text{число связывающих электронов})$

В краткой форме: $ФЗ = V - N - B/2$, где $V$ – номер группы элемента (число валентных электронов), $N$ – число электронов в неподеленных парах (каждая пара – 2 электрона), $B$ – число электронов в ковалентных связях (каждая связь – 2 электрона).

Число валентных электронов для рассматриваемых атомов:

• Углерод (C): $V = 4$
• Кислород (O): $V = 6$
• Азот (N): $V = 5$
• Хлор (Cl): $V = 7$

а) Расчет формальных зарядов для атомов углерода:

1. Атом углерода образует 4 одинарные связи.
   Число неподеленных электронов $N = 0$.
   Число связывающих электронов $B = 4 \times 2 = 8$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 4 - 0 - 8/2 = 0$.
2. Атом углерода образует 3 одинарные связи и имеет одну неподеленную электронную пару.
   Число неподеленных электронов $N = 2$.
   Число связывающих электронов $B = 3 \times 2 = 6$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 4 - 2 - 6/2 = -1$.
3. Атом углерода образует 3 одинарные связи и не имеет неподеленных электронных пар.
   Число неподеленных электронов $N = 0$.
   Число связывающих электронов $B = 3 \times 2 = 6$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 4 - 0 - 6/2 = +1$.

Ответ: 0, -1, +1.

б) Расчет формальных зарядов для атомов кислорода:

1. Атом кислорода образует 3 одинарные связи и имеет одну неподеленную электронную пару.
   Число неподеленных электронов $N = 2$.
   Число связывающих электронов $B = 3 \times 2 = 6$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 6 - 2 - 6/2 = +1$.
2. Атом кислорода образует 2 одинарные связи и имеет две неподеленные электронные пары.
   Число неподеленных электронов $N = 4$.
   Число связывающих электронов $B = 2 \times 2 = 4$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 6 - 4 - 4/2 = 0$.
3. Атом кислорода образует 1 одинарную связь и имеет три неподеленные электронные пары.
   Число неподеленных электронов $N = 6$.
   Число связывающих электронов $B = 1 \times 2 = 2$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 6 - 6 - 2/2 = -1$.

Ответ: +1, 0, -1.

в) Расчет формальных зарядов для атомов азота:

1. Атом азота образует 4 одинарные связи.
   Число неподеленных электронов $N = 0$.
   Число связывающих электронов $B = 4 \times 2 = 8$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 5 - 0 - 8/2 = +1$.
2. Атом азота образует 3 одинарные связи и имеет одну неподеленную электронную пару.
   Число неподеленных электронов $N = 2$.
   Число связывающих электронов $B = 3 \times 2 = 6$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 5 - 2 - 6/2 = 0$.
3. Атом азота образует 2 одинарные связи и имеет одну неподеленную электронную пару.
   Число неподеленных электронов $N = 2$.
   Число связывающих электронов $B = 2 \times 2 = 4$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 5 - 2 - 4/2 = +1$.
4. Атом азота образует 1 одинарную связь и имеет две неподеленные электронные пары.
   Число неподеленных электронов $N = 4$.
   Число связывающих электронов $B = 1 \times 2 = 2$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 5 - 4 - 2/2 = 0$.

Ответ: +1, 0, +1, 0.

г) Расчет формальных зарядов для атомов хлора:

1. Атом хлора образует 2 одинарные связи и имеет две неподеленные электронные пары.
   Число неподеленных электронов $N = 4$.
   Число связывающих электронов $B = 2 \times 2 = 4$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 7 - 4 - 4/2 = +1$.
2. Атом хлора образует 1 одинарную связь и имеет три неподеленные электронные пары.
   Число неподеленных электронов $N = 6$.
   Число связывающих электронов $B = 1 \times 2 = 2$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 7 - 6 - 2/2 = 0$.
3. Атом хлора не образует связей и имеет четыре неподеленные электронные пары (хлорид-ион).
   Число неподеленных электронов $N = 8$.
   Число связывающих электронов $B = 0$.
   Формальный заряд: $ФЗ = 7 - 8 - 0/2 = -1$.

Ответ: +1, 0, -1.