Номер 104, страница 266 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.104. Приведите примеры двух устойчивых молекул, которые не удовлетворяют правилу октета.

Правило октета гласит, что атомы элементов главной подгруппы стремятся к образованию химических связей таким образом, чтобы их валентная электронная оболочка содержала восемь электронов, что соответствует устойчивой конфигурации благородного газа. Однако существует множество устойчивых соединений, которые являются исключениями из этого правила. Такие исключения, как правило, делятся на три категории:

• Молекулы с неполным октетом, где у центрального атома меньше восьми валентных электронов.
• Молекулы с расширенным октетом, где у центрального атома больше восьми валентных электронов (характерно для элементов 3-го периода и ниже).
• Молекулы с нечетным числом валентных электронов (радикалы).

Ниже приведены два примера устойчивых молекул, которые не удовлетворяют правилу октета.

Пример 1: Трифторид бора ($BF_3$)

Трифторид бора является примером молекулы с неполным октетом. Атом бора (B) находится в 13-й группе периодической таблицы и имеет 3 валентных электрона. В молекуле $BF_3$ он образует три одинарные ковалентные связи с тремя атомами фтора (F). Каждый атом фтора предоставляет один электрон для образования связи.

В результате центральный атом бора окружают только шесть валентных электронов ($3$ собственных $+ 3 \times 1$ от атомов фтора). Таким образом, валентная оболочка бора не заполнена до октета. В то же время каждый атом фтора имеет полный октет (2 электрона в связывающей паре и 6 электронов в трех неподеленных парах). Несмотря на электронный дефицит у атома бора, молекула $BF_3$ является химически устойчивым соединением.

Ответ: Молекула трифторида бора ($BF_3$) является устойчивой, но не удовлетворяет правилу октета, так как центральный атом бора имеет на своей валентной оболочке 6 электронов вместо 8.

Пример 2: Гексафторид серы ($SF_6$)

Гексафторид серы — это пример молекулы с расширенным октетом. Атом серы (S) является элементом 3-го периода и имеет 6 валентных электронов. В молекуле $SF_6$ атом серы образует шесть одинарных ковалентных связей с шестью атомами фтора.

В результате вокруг центрального атома серы оказывается 12 валентных электронов ($6$ собственных $+ 6 \times 1$ от атомов фтора). Это превышает октет. Возможность существования таких "гипервалентных" соединений для элементов 3-го периода и ниже объясняется наличием у них свободных d-орбиталей, которые могут быть задействованы в образовании химических связей. Каждый из шести атомов фтора при этом достигает стабильного октета. Молекула $SF_6$ — это чрезвычайно устойчивый и инертный газ.

Ответ: Молекула гексафторида серы ($SF_6$) является устойчивой, но не удовлетворяет правилу октета, так как центральный атом серы имеет на своей валентной оболочке 12 электронов вместо 8.