Номер 1, страница 94 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Составьте электронную формулу этанола и укажите наиболее реакционно-способные связи в его молекуле.

Решение

Составьте электронную формулу этанола и укажите наиболее реакционно-способные связи в его молекуле.

Молекулярная формула этанола – $C_2H_5OH$. Его структурная формула: $CH_3-CH_2-OH$. Электронная формула, также известная как формула Льюиса, графически изображает валентные электроны в молекуле. В ней общие электронные пары, образующие ковалентные связи, обозначаются черточками, а неподеленные (несвязывающие) электронные пары – точками.

Электронная формула этанола выглядит следующим образом:

H H
| |
H – C – C – Ö – H
| |
H H

В данной схеме символ Ö обозначает атом кислорода с двумя неподеленными электронными парами.

Чтобы определить наиболее реакционно-способные связи, необходимо оценить их полярность, которая напрямую зависит от разницы электроотрицательностей (ЭО) атомов, формирующих связь. В молекуле этанола присутствуют четыре типа ковалентных связей: $C-C$, $C-H$, $C-O$ и $O-H$.

Анализ полярности связей:
1. Связь $C-C$ является неполярной, так как образована атомами одного и того же элемента. Она прочная и малоактивная в большинстве химических реакций.
2. Связь $C-H$ является слабополярной, поскольку разница в ЭО углерода и водорода незначительна. Эта связь также достаточно прочная.
3. Связь $C-O$ – сильнополярная. Кислород значительно электроотрицательнее углерода, поэтому он оттягивает на себя общую электронную пару. В результате на атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд ($\delta-$), а на атоме углерода – частичный положительный заряд ($\delta+$).
4. Связь $O-H$ – наиболее полярная связь в молекуле этанола. Это обусловлено большой разницей в электроотрицательности между атомами кислорода и водорода. Электронная плотность сильно смещена к кислороду, что делает атом водорода очень подвижным (имеющим кислотный характер).

Вследствие высокой полярности, наиболее реакционно-способными в молекуле этанола являются связи $C-O$ и $O-H$. В зависимости от реагента и условий реакции может разрываться одна из этих связей:
• Разрыв связи $O-H$ происходит в реакциях, где этанол проявляет свойства кислоты (например, взаимодействие с активными металлами).
• Разрыв связи $C-O$ характерен для реакций замещения гидроксильной группы (например, с галогеноводородами) и реакций дегидратации (отщепления воды).

Ответ: Электронная формула этанола:

H H
| |
H – C – C – Ö – H
| |
H H

Наиболее реакционно-способными связями в его молекуле являются сильнополярные связи $O-H$ и $C-O$.