Номер 101, страница 266 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.101. Какие из перечисленных веществ имеют молекулярное строение: ${\mathrm{P}}_4,$ ${\mathrm{SO}}_2,$ ${\mathrm{SiO}}_2,$ ${\mathrm{NH}}_3,$ BN, ${\mathrm{POCl}}_3,$ ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{O}}_2,$ ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}?$ Для всех веществ определите степени окисления атомов, а для веществ молекулярного строения – валентности всех элементов.

Вещества с молекулярным строением (состоят из отдельных молекул, связанных между собой слабыми межмолекулярными силами): $P_4$ (белый фосфор), $SO_2$ (диоксид серы), $NH_3$ (аммиак), $POCl_3$ (хлорокись фосфора), $CH_3COOH$ (уксусная кислота).

Вещества с немолекулярным строением:

• $SiO_2$ (диоксид кремния) — имеет атомную кристаллическую решетку.
• $BN$ (нитрид бора) — имеет атомную кристаллическую решетку.
• $Na_2O_2$ (пероксид натрия) — имеет ионную кристаллическую решетку.

Ниже приведены степени окисления для всех веществ и валентности для веществ молекулярного строения.

Имеет молекулярное строение. Так как это простое вещество, степень окисления фосфора равна 0. В молекуле белого фосфора $P_4$ (тетраэдр) каждый атом фосфора связан с тремя другими атомами, поэтому валентность фосфора равна III.

Ответ: Степень окисления: $P^0$. Валентность: P(III).

Имеет молекулярное строение. Степень окисления кислорода — -2. Сумма степеней окисления в молекуле равна 0, поэтому для серы: $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$. Структурная формула $O=S=O$. Сера образует две двойные связи, значит, валентность серы равна IV. Кислород образует одну двойную связь, его валентность равна II.

Ответ: Степени окисления: $S^{+4}$, $O^{-2}$. Валентности: S(IV), O(II).

Имеет немолекулярное (атомное) строение. Степень окисления кислорода — -2. Для кремния: $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$. Для веществ с атомной решеткой валентность не определяется в рамках данного задания.

Ответ: Степени окисления: $Si^{+4}$, $O^{-2}$.

Имеет молекулярное строение. Степень окисления водорода — +1. Для азота: $x + 3 \cdot (+1) = 0$, откуда $x = -3$. В молекуле аммиака атом азота образует три одинарные связи с атомами водорода, поэтому валентность азота равна III. Валентность водорода равна I.

Ответ: Степени окисления: $N^{-3}$, $H^{+1}$. Валентности: N(III), H(I).

Имеет немолекулярное (атомное) строение. Азот более электроотрицателен, чем бор, поэтому его степень окисления принимается равной -3. Для бора: $x + (-3) = 0$, откуда $x = +3$.

Ответ: Степени окисления: $B^{+3}$, $N^{-3}$.

Имеет молекулярное строение. Степень окисления кислорода — -2, хлора — -1. Для фосфора: $x + (-2) + 3 \cdot (-1) = 0$, откуда $x = +5$. В молекуле атом фосфора связан двойной связью с кислородом и тремя одинарными связями с атомами хлора. Таким образом, валентность фосфора равна V, кислорода — II, хлора — I.

Ответ: Степени окисления: $P^{+5}$, $O^{-2}$, $Cl^{-1}$. Валентности: P(V), O(II), Cl(I).

Имеет немолекулярное (ионное) строение. Это пероксид. Степень окисления натрия (щелочной металл) всегда +1. Для кислорода: $2 \cdot (+1) + 2 \cdot x = 0$, откуда $x = -1$. Состоит из ионов $Na^{+}$ и пероксид-ионов $(O_2)^{2-}$.

Ответ: Степени окисления: $Na^{+1}$, $O^{-1}$.

Имеет молекулярное строение. В органических соединениях степени окисления определяют для каждого атома углерода отдельно. Для атома углерода в метильной группе ($CH_3$): он связан с тремя атомами водорода (менее электроотрицательными) и одним атомом углерода. Степень окисления первого углерода $C^{-3}$. Для атома углерода в карбоксильной группе ($COOH$): он связан с другим углеродом, одним кислородом через двойную связь и одним кислородом через одинарную связь. Степень окисления второго углерода $C^{+3}$. Степень окисления кислорода – -2, водорода – +1. Проверка суммарной степени окисления: $(-3) + 3 \cdot (+1) + (+3) + 2 \cdot (-2) + (+1) = 0$. Структурная формула показывает, что оба атома углерода образуют по 4 связи (валентность IV), атомы кислорода — по 2 связи (валентность II), атомы водорода — по 1 связи (валентность I).

Ответ: Степени окисления: $C^{-3}$ (в $CH_3$), $C^{+3}$ (в $COOH$), $O^{-2}$, $H^{+1}$. Валентности: C(IV), O(II), H(I).