Номер 131, страница 269 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.131. Какие из перечисленных частиц: ${\mathrm{N}}_2\mathrm{O},$ ${\mathrm{NO}}_2,$ ${\mathrm{NO}}_2^{+},$ ${\mathrm{BH}}_4^{-},$ ${\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2\right]}^{+},$ ${\mathrm{S}}_8,$ ${\mathrm{C}}_3{\mathrm{O}}_2,$ ${\mathrm{HNO}}_2$ – имеют линейное строение?

Для определения геометрии (пространственного строения) перечисленных частиц воспользуемся теорией отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR, метод Гиллеспи) и теорией гибридизации атомных орбиталей.

Молекула оксида диазота(I) имеет скелет атомов $N-N-O$. Центральный атом азота образует связи с двумя другими атомами и не имеет неподеленных электронных пар (стерическое число равно 2). Согласно методу Гиллеспи, такая конфигурация (тип $AX_2$) соответствует линейной геометрии. Валентный угол $N-N-O$ равен $180^\circ$.

Ответ: имеет линейное строение.

Молекула диоксида азота является радикалом (имеет 17 валентных электронов). На центральном атоме азота находятся один неспаренный электрон и две сигма-связи с атомами кислорода. Общее число электронных доменов вокруг азота равно трем (тип $AX_2E_1$, где E — неспаренный электрон). Отталкивание между доменами приводит к угловому (изогнутому) строению молекулы с валентным углом $O-N-O$ около $134^\circ$.

Ответ: не имеет линейного строения.

Катион нитрония $NO_2^+$ имеет 16 валентных электронов. Центральный атом азота образует две двойные связи с атомами кислорода ($O=N=O$) и не имеет неподеленных электронных пар. Стерическое число равно 2 (тип $AX_2$), что соответствует $sp$-гибридизации атома азота. Такая частица имеет линейное строение с валентным углом $180^\circ$.

Ответ: имеет линейное строение.

В тетрагидридоборат-ионе центральный атом бора образует четыре одинарные связи с атомами водорода и не имеет неподеленных электронных пар. Стерическое число равно 4 (тип $AX_4$), что соответствует $sp^3$-гибридизации. Согласно теории VSEPR, такая частица имеет тетраэдрическую геометрию с валентными углами $H-B-H$ около $109.5^\circ$.

Ответ: не имеет линейного строения.

Ион диамминмеди(I) — это комплексный ион. Центральный ион меди(I) ($Cu^+$) имеет электронную конфигурацию $d^{10}$. Для ионов с такой конфигурацией и координационным числом 2 характерна линейная геометрия, обусловленная $sp$-гибридизацией центрального атома. Две молекулы аммиака ($NH_3$) располагаются на одной прямой с ионом $Cu^+$, образуя угол $N-Cu-N$ равный $180^\circ$.

Ответ: имеет линейное строение.

Молекула ромбической серы ($S_8$) состоит из восьми атомов серы, соединенных в замкнутый цикл. Эта структура не является плоской и имеет форму "короны". Каждый атом серы связан с двумя соседними атомами и имеет две неподеленные электронные пары (тип $AX_2E_2$), что приводит к угловой геометрии в каждом звене цепи и в целом к нелинейной, циклической структуре молекулы.

Ответ: не имеет линейного строения.

Молекула субоксида углерода (диоксида триуглерода) имеет структуру $O=C=C=C=O$. Все три атома углерода находятся в состоянии $sp$-гибридизации, так как каждый из них образует по две двойные связи. $sp$-гибридизация предполагает валентные углы $180^\circ$. В результате вся цепь атомов выстраивается в одну линию.

Ответ: имеет линейное строение.

Молекула азотистой кислоты имеет структуру $H-O-N=O$. В ней нет единого центрального атома, но можно рассмотреть геометрию вокруг атомов O и N. Атом кислорода, связанный с водородом, имеет две связи и две неподеленные пары (тип $AX_2E_2$), что создает угловую геометрию фрагмента $H-O-N$. Атом азота имеет одну одинарную связь, одну двойную связь и одну неподеленную пару (тип $AX_2E_1$), что также приводит к угловому строению фрагмента $O-N=O$. Таким образом, молекула в целом является нелинейной (изогнутой).

Ответ: не имеет линейного строения.