Номер 4, страница 31, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Какими тремя факторами определяются валентные возможности атомов химических элементов?

Решение

Валентные возможности атомов, то есть их способность образовывать определенное число химических связей, определяются тремя основными факторами, связанными со строением их электронных оболочек.

1. Число неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне в основном (невозбужденном) состоянии.

   Валентность, равная числу неспаренных электронов, является для атома минимальной (кроме атомов с полностью спаренными электронами, как у благородных газов). Химические связи образуются за счет спаривания этих электронов с электронами других атомов (обменный механизм). Например, у атома азота (N) электронная конфигурация внешнего уровня $2s^2 2p^3$. На $\text{p}$-подуровне находятся три неспаренных электрона, что определяет его типичную валентность, равную III, в таких соединениях, как аммиак ($NH_3$).

2. Наличие свободных орбиталей и возможность перехода атома в возбужденное состояние.

   При получении дополнительной энергии атом может перейти в возбужденное состояние. При этом происходит распаривание электронных пар и переход одного из электронов на свободную орбиталь того же энергетического уровня. Это приводит к увеличению числа неспаренных электронов и, соответственно, к проявлению более высокой валентности. Например, атом серы (S) в основном состоянии имеет конфигурацию $3s^2 3p^4$ и два неспаренных электрона (валентность II). Однако, благодаря наличию свободных $\text{d}$-орбиталей на третьем уровне, он может переходить в возбужденные состояния:

   - Распаривание одной $\text{p}$-пары: $3s^2 3p^3 3d^1$. Появляется 4 неспаренных электрона (валентность IV, например, в $SO_2$).

   - Распаривание $\text{s}$-пары и $\text{p}$-пары: $3s^1 3p^3 3d^2$. Появляется 6 неспаренных электронов (валентность VI, например, в $SO_3$ или $SF_6$).

3. Наличие неподеленных электронных пар на внешнем уровне.

   Атом может образовывать химические связи по донорно-акцепторному механизму. В этом случае атом, имеющий неподеленную электронную пару (донор), предоставляет ее атому, имеющему свободную орбиталь (акцептор), для образования общей электронной пары (ковалентной связи). Например, атом азота в молекуле аммиака ($NH_3$) имеет одну неподеленную электронную пару. Он может выступить донором этой пары для иона водорода ($H^+$), у которого есть вакантная $1s$-орбиталь, с образованием иона аммония ($NH_4^+$). В этом ионе азот образует четыре связи, то есть его валентность равна IV.

Ответ: Валентные возможности атомов химических элементов определяются: 1) числом неспаренных электронов на внешнем уровне в основном состоянии; 2) наличием свободных орбиталей и возможностью перехода в возбужденное состояние; 3) наличием неподеленных электронных пар на внешнем уровне, способных образовывать связи по донорно-акцепторному механизму.