Номер 138, страница 270 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.138. Заполните таблицу, характеризующую свойства молекул водородных соединений неметаллов. Если утверждение верное, поставьте «+» в со-ответствующую ячейку.

Для заполнения таблицы проанализируем свойства каждой молекулы по каждому из предложенных пунктов.

Молекула содержит ковалентную неполярную связь

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же химического элемента с одинаковой электроотрицательностью.

• $C_2H_4$ (этилен): В молекуле этилена $H_2C=CH_2$ есть двойная связь между двумя атомами углерода ($C=C$). Так как атомы одинаковы, эта связь является ковалентной неполярной.

• $N_2H_4$ (гидразин): В молекуле гидразина $H_2N-NH_2$ есть одинарная связь между двумя атомами азота ($N-N$). Эта связь является ковалентной неполярной.

• $H_2O_2$ (пероксид водорода): В молекуле пероксида водорода $H-O-O-H$ есть одинарная связь между двумя атомами кислорода ($O-O$). Эта связь является ковалентной неполярной.

• $H_2F_2$ (димер фтороводорода): В димере $(HF)_2$ ковалентные связи существуют только между атомами водорода и фтора ($H-F$), которые являются полярными. Связей между одинаковыми атомами нет. Поэтому ковалентной неполярной связи в этой структуре нет.

Ответ: Утверждение верно для $C_2H_4$, $N_2H_4$, $H_2O_2$.

Молекула содержит двойную связь

• $C_2H_4$: Да, в структурной формуле этилена $H_2C=CH_2$ присутствует двойная связь между атомами углерода.

• $N_2H_4$: Нет, в молекуле гидразина все связи одинарные.

• $H_2O_2$: Нет, в молекуле пероксида водорода все связи одинарные.

• $H_2F_2$: Нет, в димере фтороводорода все ковалентные связи одинарные.

Ответ: Утверждение верно для $C_2H_4$.

Все атомы лежат в одной плоскости

• $C_2H_4$: Да. Атомы углерода в этилене находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации, что обуславливает плоское строение молекулы. Все шесть атомов лежат в одной плоскости.

• $N_2H_4$: Нет. Атомы азота находятся в состоянии $sp^3$-гибридизации и имеют неподеленные электронные пары, что приводит к неплоскому (пирамидальному) строению у каждого атома азота. Молекула в целом не является плоской.

• $H_2O_2$: Нет. Молекула имеет неплоскую структуру, напоминающую полураскрытую книгу, из-за взаимного отталкивания неподеленных электронных пар на атомах кислорода.

• $H_2F_2$: Да. Димер фтороводорода $(HF)_2$ имеет плоскую, хотя и нелинейную, структуру.

Ответ: Утверждение верно для $C_2H_4$ и $H_2F_2$.

Молекула полярная

Полярность молекулы определяется вектором суммы дипольных моментов всех связей и неподеленных электронных пар. Если эта сумма равна нулю (обычно из-за высокой симметрии), молекула неполярна.

• $C_2H_4$: Нет. Молекула этилена симметрична, и дипольные моменты отдельных связей $C-H$ взаимно компенсируются. Общий дипольный момент равен нулю.

• $N_2H_4$: Да. Молекула гидразина асимметрична, дипольные моменты связей $N-H$ и неподеленных пар не компенсируются. Молекула имеет ненулевой дипольный момент и является полярной.

• $H_2O_2$: Да. Молекула пероксида водорода асимметрична (неплоская), дипольные моменты полярных связей $O-H$ не компенсируются. Молекула полярна.

• $H_2F_2$: Да. Димер $(HF)_2$ имеет асимметричную (изогнутую) структуру, его суммарный дипольный момент не равен нулю. Молекула полярна.

Ответ: Утверждение верно для $N_2H_4$, $H_2O_2$ и $H_2F_2$.

В молекуле есть водородная связь

Данное утверждение трактуется как способность вещества образовывать межмолекулярные водородные связи или наличие такой связи внутри рассматриваемой частицы (как в случае димера).

• $C_2H_4$: Нет. Водородные связи образуются, когда атом водорода связан с сильно электроотрицательным атомом (F, O, N). В этилене водород связан с углеродом, поэтому водородные связи не образуются.

• $N_2H_4$: Да. В гидразине водород связан с атомом азота, что приводит к образованию межмолекулярных водородных связей.

• $H_2O_2$: Да. В пероксиде водорода водород связан с атомом кислорода, что приводит к образованию прочных межмолекулярных водородных связей.

• $H_2F_2$: Да. Димер фтороводорода $(HF)_2$ по определению удерживается вместе за счет сильной водородной связи. Эта связь является неотъемлемой частью структуры "молекулы" димера.

Ответ: Утверждение верно для $N_2H_4$, $H_2O_2$ и $H_2F_2$.

Итоговая заполненная таблица: