Номер 6, страница 43, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Почему ковалентные связи имеют определенную направленность? Что она обуславливает?

6. Ковалентная связь обладает свойством направленности, потому что она образуется в результате перекрывания атомных орбиталей (электронных облаков) связываемых атомов. Согласно квантовой механике, атомные орбитали (кроме s-орбиталей, имеющих сферическую форму) обладают определенной формой и ориентацией в пространстве. Например, p-орбитали имеют форму объемных восьмерок (гантелей) и располагаются вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат.

Образование прочной химической связи возможно только при максимальном перекрывании электронных облаков. Такое максимальное перекрывание достигается при движении атомов навстречу друг другу по определенным направлениям, совпадающим с осями орбиталей. Именно это стремление к наиболее эффективному перекрыванию и задает строгую ориентацию связи в пространстве.

Направленность ковалентных связей обуславливает пространственное строение, то есть геометрическую форму молекул и, как следствие, кристаллических решеток веществ с ковалентными связями. Атомы в молекуле располагаются не хаотично, а под определенными углами друг к другу. Эти углы называются валентными углами.

Например:

• В молекуле метана $CH_4$ четыре ковалентные связи $C-H$ направлены от центрального атома углерода к вершинам тетраэдра под углом $109.5o $. Это обуславливает тетраэдрическую форму молекулы.
• В молекуле воды $H_2O$ две связи $O-H$ образуют угол примерно $104.5o $, что придает молекуле угловое (согнутое) строение.
• В молекуле аммиака $NH_3$ три связи $N-H$ формируют тригональную пирамиду с атомом азота в вершине.

Геометрическая форма молекулы, в свою очередь, определяет многие ее важнейшие физические и химические свойства: полярность молекулы, температуры плавления и кипения, растворимость, реакционную способность и биологическую активность.

Ответ: Направленность ковалентной связи вызвана тем, что связь образуется в направлении максимального перекрывания атомных орбиталей, которые имеют определенную ориентацию в пространстве. Она обуславливает строго определенную геометрическую форму молекул и величину валентных углов, что, в свою очередь, определяет физические и химические свойства вещества.