Номер 125, страница 269 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.125. Приведите по одному примеру молекул, у которых в образовании ковалентных химических связей участвуют: а) все электроны молекулы; б) больше половины электронов молекулы; в) ровно одна треть от общего числа электронов молекулы. Ответы обоснуйте. Для каждой молекулы опишите электронную конфигурацию атома с наибольшим порядковым номером.

а) все электроны молекулы

В качестве примера молекулы, в которой все электроны участвуют в образовании ковалентных химических связей, можно привести молекулу водорода ($H_2$).

Обоснование:

Атом водорода (H) имеет порядковый номер Z=1 и содержит 1 электрон. Молекула водорода ($H_2$) состоит из двух атомов, следовательно, общее число электронов в молекуле равно $1 + 1 = 2$.

В молекуле $H_2$ атомы соединены одинарной ковалентной связью (H–H), на образование которой расходуются оба имеющихся электрона. Таким образом, все электроны молекулы (2 из 2) участвуют в образовании химической связи.

В данной молекуле оба атома одинаковы. Электронная конфигурация атома водорода (Z=1): $1s^1$.

Ответ: Молекула водорода ($H_2$). Общее число электронов — 2. Число связывающих электронов — 2. Все электроны молекулы участвуют в образовании связи. Электронная конфигурация атома водорода: $1s^1$.

б) больше половины электронов молекулы

В качестве примера молекулы, в которой в образовании связей участвует больше половины электронов, можно привести молекулу метана ($CH_4$).

Обоснование:

Атом углерода (C) имеет порядковый номер Z=6 и содержит 6 электронов. Атом водорода (H) имеет Z=1 и 1 электрон. Общее число электронов в молекуле метана ($CH_4$) равно $6 + 4 \cdot 1 = 10$.

В молекуле метана атом углерода образует четыре одинарные ковалентные связи с четырьмя атомами водорода. На образование каждой связи уходит по 2 электрона. Таким образом, общее число электронов, участвующих в образовании связей, составляет $4 \cdot 2 = 8$.

Доля связывающих электронов от общего числа составляет $8 / 10 = 0.8$, что больше половины (0.5).

Атом с наибольшим порядковым номером в этой молекуле — углерод (Z=6). Его электронная конфигурация: $1s^22s^22p^2$.

Ответ: Молекула метана ($CH_4$). Общее число электронов — 10. Число связывающих электронов — 8, что составляет 80% от общего числа (больше половины). Электронная конфигурация атома углерода: $1s^22s^22p^2$.

в) ровно одна треть от общего числа электронов молекулы

В качестве примера молекулы, в которой в образовании связей участвует ровно одна треть электронов, можно привести молекулу пероксида водорода ($H_2O_2$).

Обоснование:

Атом кислорода (O) имеет порядковый номер Z=8 и содержит 8 электронов. Атом водорода (H) имеет Z=1 и 1 электрон. Общее число электронов в молекуле пероксида водорода ($H_2O_2$) равно $2 \cdot 8 + 2 \cdot 1 = 16 + 2 = 18$.

Структурная формула пероксида водорода H–O–O–H. В молекуле имеются три одинарные ковалентные связи: две связи O–H и одна связь O–O. На образование этих трех связей затрачивается $3 \cdot 2 = 6$ электронов.

Доля связывающих электронов от общего числа составляет $6 / 18 = 1/3$.

Атом с наибольшим порядковым номером в этой молекуле — кислород (Z=8). Его электронная конфигурация: $1s^22s^22p^4$.

Ответ: Молекула пероксида водорода ($H_2O_2$). Общее число электронов — 18. Число связывающих электронов — 6, что составляет ровно 1/3 от общего числа. Электронная конфигурация атома кислорода: $1s^22s^22p^4$.