Номер 137, страница 270 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.137. В состав молекул X, Y, Z входит по 18 электронов. Вещество X – простое, Y состоит из двух элементов, Z – из трёх элементов. Напишите молекулярные формулы X – Z и изобразите их структурные формулы. В какой из молекул наибольшее число электронов участвует в образовании химических связей?

Дано:

Общее число электронов в каждой из молекул X, Y, Z равно 18.
Вещество X — простое (состоит из атомов одного химического элемента).
Вещество Y состоит из атомов двух химических элементов.
Вещество Z состоит из атомов трёх химических элементов.

Найти:

Молекулярные и структурные формулы веществ X, Y, Z.
В какой из молекул наибольшее число электронов участвует в образовании химических связей.

Решение:

Напишите молекулярные формулы X - Z и изобразите их структурные формулы.

Для определения веществ X, Y и Z подберем молекулы, которые удовлетворяют заданным условиям. Помним, что число электронов в нейтральном атоме элемента равно его порядковому номеру в Периодической системе Д.И. Менделеева.

1. Вещество X является простым веществом, и его молекула содержит 18 электронов. Если молекула двухатомная ($Э_2$), то на каждый атом приходится $18 / 2 = 9$ электронов. Элемент с порядковым номером 9 — это фтор ($F$). Следовательно, вещество X — это фтор, $F_2$. Другой возможный вариант, одноатомная молекула инертного газа аргона ($Ar$), менее вероятен, так как в аргоне нет химических связей, о которых спрашивается во второй части задачи.

2. Вещество Y состоит из двух элементов, и его молекула также содержит 18 электронов. Существует несколько таких веществ, например, пероксид водорода $H_2O_2$ ($2 \cdot 1 + 2 \cdot 8 = 18$), гидразин $N_2H_4$ ($2 \cdot 7 + 4 \cdot 1 = 18$) или этан $C_2H_6$ ($2 \cdot 6 + 6 \cdot 1 = 18$). Этан является очень распространенным соединением и хорошо подходит для решения.

3. Вещество Z состоит из трех элементов и содержит 18 электронов. Примерами таких веществ могут служить метанол $CH_3OH$ ($6 + 4 \cdot 1 + 8 = 18$) или фторметан $CH_3F$ ($6 + 3 \cdot 1 + 9 = 18$). Выберем метанол как классический пример.

Ответ:

Исходя из рассуждений, определены следующие вещества:

X — фтор. Молекулярная формула: $F_2$. Структурная формула:

F—F

Y — этан. Молекулярная формула: $C_2H_6$. Структурная формула:

 H H | |H—C—C—H | | H H

Z — метанол. Молекулярная формула: $CH_3OH$. Структурная формула:

 H |H—C—O—H | H

В какой из молекул наибольшее число электронов участвует в образовании химических связей?

Подсчитаем общее число электронов, формирующих ковалентные связи в каждой молекуле. Каждая одинарная связь (черточка в структурной формуле) образована парой электронов (2 электрона).

• В молекуле X ($F_2$) имеется одна одинарная связь $F-F$. Число электронов, участвующих в связи: $1 \times 2 = 2$.
• В молекуле Y ($C_2H_6$) имеется одна связь $C-C$ и шесть связей $C-H$. Всего 7 одинарных связей. Число электронов, участвующих в связях: $7 \times 2 = 14$.
• В молекуле Z ($CH_3OH$) имеется три связи $C-H$, одна связь $C-O$ и одна связь $O-H$. Всего 5 одинарных связей. Число электронов, участвующих в связях: $5 \times 2 = 10$.

Сравнивая полученные значения (2, 14 и 10), можно сделать вывод, что наибольшее число электронов участвует в образовании связей в молекуле Y.

Ответ:

Наибольшее число электронов (14) участвует в образовании химических связей в молекуле этана ($C_2H_6$).