Номер 7, страница 35, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Как изменяется полярность в ряду молекул:

а) $HF$, $HCl$, $HBr$, $HI$;

б) $NH_3$, $PH_3$, $AsH_3$?

Дайте обоснованный ответ.

Полярность молекулы определяется двумя основными факторами: полярностью химических связей и геометрией молекулы. Полярность связи, в свою очередь, зависит от разности электроотрицательностей (ЭО) атомов, образующих эту связь. Чем больше разность ЭО ($ \Delta \chi $), тем полярнее связь. Электроотрицательность элементов в группах периодической системы, как правило, уменьшается сверху вниз.

а) HF, HCl, HBr, HI

В ряду галогенов фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) электроотрицательность уменьшается: $ \chi(F) > \chi(Cl) > \chi(Br) > \chi(I) $. Все молекулы галогеноводородов (HF, HCl, HBr, HI) являются двухатомными и имеют линейное строение. Поэтому полярность молекулы напрямую определяется полярностью единственной связи H–галоген.

Поскольку электроотрицательность галогена уменьшается в ряду от F к I, то разность электроотрицательностей между водородом и галогеном также будет уменьшаться:

$ \Delta \chi(H-F) > \Delta \chi(H-Cl) > \Delta \chi(H-Br) > \Delta \chi(H-I) $

Следовательно, полярность связи, а значит и полярность всей молекулы, в этом ряду уменьшается.

Ответ: Полярность молекул в ряду HF → HCl → HBr → HI уменьшается.

б) NH₃, PH₃, AsH₃

В этом ряду центральные атомы – азот (N), фосфор (P), мышьяк (As) – являются элементами 15-й группы. Их электроотрицательность уменьшается при движении по группе сверху вниз: $ \chi(N) > \chi(P) > \chi(As) $. Все три молекулы (аммиак NH₃, фосфин PH₃, арсин AsH₃) имеют схожую геометрию – тригональную пирамиду, обусловленную наличием одной неподеленной электронной пары у центрального атома. Такая геометрия является асимметричной, поэтому все молекулы полярны (если связи в них полярны).

Полярность молекул в этом ряду определяется полярностью связей N–H, P–H и As–H. Сравним разности электроотрицательностей:

1. Для связи N–H: ЭО азота (≈3.04) значительно выше ЭО водорода (≈2.20). Разность $ \Delta \chi $ велика, связь N–H сильно полярна.

2. Для связи P–H: ЭО фосфора (≈2.19) почти равна ЭО водорода (≈2.20). Разность $ \Delta \chi $ близка к нулю, связь P–H считается практически неполярной.

3. Для связи As–H: ЭО мышьяка (≈2.18) также очень близка к ЭО водорода (≈2.20). Разность $ \Delta \chi $ минимальна, связь As–H тоже практически неполярна.

Таким образом, в ряду NH₃ → PH₃ → AsH₃ происходит резкое уменьшение полярности связей, что ведет к значительному уменьшению полярности самих молекул. Молекула аммиака является сильно полярной, в то время как фосфин и арсин – слабополярные соединения.

Ответ: Полярность молекул в ряду NH₃ → PH₃ → AsH₃ уменьшается.