Номер 123, страница 269 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.123. Сравните между собой три типа химической связи: ковалентную, водородную и ван-дер-ваальсову. Расположите их в ряд в порядке: а) увеличения энергии связи; б) увеличения длины связи.

Для сравнения трех типов химической связи — ковалентной, водородной и ван-дер-ваальсовой — необходимо рассмотреть их природу, энергию и длину.

• Ковалентная связь — это сильная внутримолекулярная связь, образованная за счет спаривания электронов двух атомов. Она определяет химическую структуру молекул.
• Водородная связь — это межмолекулярное (иногда внутримолекулярное) взаимодействие. Она значительно слабее ковалентной связи, но сильнее ван-дер-ваальсовой. Возникает между атомом водорода, связанным с сильноэлектроотрицательным элементом (F, O, N), и другим электроотрицательным атомом.
• Ван-дер-ваальсова связь (взаимодействие) — самый слабый тип межмолекулярного взаимодействия, обусловленный силами притяжения между диполями (постоянными или наведенными).

а) увеличения энергии связи

Энергия связи характеризует ее прочность. Чем больше энергии нужно затратить на разрыв связи, тем она прочнее. Сравним типичные значения энергии для рассматриваемых связей:

• Энергия ван-дер-ваальсовой связи: $0.4 - 4$ кДж/моль.
• Энергия водородной связи: $10 - 40$ кДж/моль.
• Энергия ковалентной связи: $150 - 1100$ кДж/моль.

Из этих данных видно, что самой слабой является ван-дер-ваальсова связь, за ней следует водородная, а самой прочной — ковалентная связь.

Ответ: в порядке увеличения энергии связи: ван-дер-ваальсова связь < водородная связь < ковалентная связь.

б) увеличения длины связи

Длина связи — это равновесное расстояние между центрами взаимодействующих частиц (атомов или молекул). Существует обратная зависимость между энергией и длиной связи: чем прочнее связь, тем короче расстояние между частицами.

• Длина ковалентной связи (самой прочной) является наименьшей: $0.1 - 0.2$ нм.
• Длина водородной связи больше, чем ковалентной: $0.15 - 0.3$ нм.
• Ван-дер-ваальсовы взаимодействия являются самыми слабыми и дальнодействующими, поэтому расстояние между молекулами здесь самое большое. Оно определяется суммой ван-дер-ваальсовых радиусов и обычно составляет более $0.3 - 0.4$ нм.

Таким образом, самой короткой является ковалентная связь, а самой длинной — ван-дер-ваальсова.

Ответ: в порядке увеличения длины связи: ковалентная связь < водородная связь < ван-дер-ваальсова связь.