Номер 4, страница 35, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Чем определяется валентность элемента, атомы которого образуют ковалентные связи и по обменному, и по донорно-акцепторному механизмам?

Решение

Валентность элемента, атомы которого образуют ковалентные связи как по обменному, так и по донорно-акцепторному механизму, определяется общим числом химических связей, которые атом данного элемента образует с другими атомами. Это число, в свою очередь, зависит от строения его внешней электронной оболочки — наличия на ней неспаренных электронов, неподеленных электронных пар и свободных (вакантных) орбиталей.

Рассмотрим оба механизма:

1. Обменный механизм. При образовании связи по этому механизму каждый из двух атомов предоставляет по одному неспаренному электрону для создания общей электронной пары. Валентность, реализуемая по обменному механизму, равна числу неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне атома (в его основном или возбужденном состоянии).

2. Донорно-акцепторный механизм. При этом механизме один атом (донор) предоставляет уже готовую электронную пару, а другой атом (акцептор) предоставляет для этой пары свободную орбиталь.

• Способность атома быть донором определяется наличием у него неподеленных (не участвующих в связях) электронных пар на внешнем уровне.
• Способность атома быть акцептором определяется наличием у него свободных (вакантных) валентных орбиталей.

Таким образом, общая валентность элемента определяется максимальным числом связей, которые его атом может образовать, используя все свои валентные возможности: неспаренные электроны, неподеленные пары и вакантные орбитали. Фактически, максимальная валентность элемента в таких случаях часто равна числу его валентных атомных орбиталей.

Пример: Атом азота ($\text{N}$) имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^3$. На внешнем уровне у него 3 неспаренных электрона и 1 неподеленная электронная пара.

• В молекуле аммиака $NH_3$ азот образует 3 связи с водородом по обменному механизму, используя 3 неспаренных электрона. Его валентность равна III.
• При взаимодействии аммиака с ионом водорода $H^+$ (у которого есть вакантная 1s-орбиталь), атом азота выступает донором. Он предоставляет свою неподеленную $2s^2$-пару для образования четвертой связи, в результате чего образуется ион аммония $NH_4^+$.

Ответ: Валентность элемента, атомы которого образуют ковалентные связи по обоим механизмам, определяется общим числом его валентных атомных орбиталей (занятых неспаренными электронами, неподеленными парами или вакантных), которые участвуют в образовании химических связей.