Номер 1, страница 250 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 53. Ковалентная связь и строение молекул. Глава 5. Строение вещества - номер 1, страница 250.

Условие.

1. Сколько электронов содержат следующие частицы:

а) $H_3O^+$;

б) $NCl_3$?

Сколько из них принимают участие в образовании ковалентных связей?

Решение.

Решение 2.

а) H₃O⁺

Дано:

Частица - ион гидроксония $H_3O^+$

Найти:

1. Общее число электронов ($N_{общ}$).
2. Число электронов, участвующих в образовании ковалентных связей ($N_{связ}$).

Решение:

1. Для определения общего числа электронов необходимо сложить число электронов каждого атома, входящего в состав частицы, и учесть заряд иона. Число электронов нейтрального атома равно его порядковому номеру (Z) в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

- Атом водорода (H) имеет порядковый номер $Z=1$, следовательно, содержит 1 электрон. В ионе 3 атома водорода, что составляет $3 \times 1 = 3$ электрона.
- Атом кислорода (O) имеет порядковый номер $Z=8$, следовательно, содержит 8 электронов.
Суммарное число электронов для нейтральной группы атомов $H_3O$ составило бы $3 + 8 = 11$.
Ион $H_3O^+$ имеет положительный заряд +1, что означает потерю одного электрона по сравнению с нейтральной группой атомов.
Следовательно, общее число электронов в ионе: $N_{общ} = (3 \times 1 + 8) - 1 = 10$ электронов.

2. Для определения числа связывающих электронов рассмотрим строение иона. В ионе гидроксония атом кислорода связан с тремя атомами водорода тремя одинарными ковалентными связями. Каждая ковалентная связь образована парой электронов.
Таким образом, в образовании связей участвуют $3 \text{ связи} \times 2 \text{ электрона} = 6$ электронов.
Структурная формула иона гидроксония, показывающая связи и неподеленную электронную пару у кислорода:
$ \left[ \text{H}-\overset{\Large\cdot\cdot}{\underset{\Large\text{H}}{\text{O}}}-\text{H} \right]^+ $

Ответ: частица $H_3O^+$ содержит 10 электронов; 6 из них принимают участие в образовании ковалентных связей.

б) NCl₃

Дано:

Частица - молекула трихлорида азота $NCl_3$

Найти:

1. Общее число электронов ($N_{общ}$).
2. Число электронов, участвующих в образовании ковалентных связей ($N_{связ}$).

Решение:

1. Определим общее число электронов в молекуле, сложив электроны всех составляющих ее атомов.
- Атом азота (N) имеет порядковый номер $Z=7$, следовательно, содержит 7 электронов.
- Атом хлора (Cl) имеет порядковый номер $Z=17$, следовательно, содержит 17 электронов. В молекуле 3 атома хлора, что составляет $3 \times 17 = 51$ электрон.
Молекула $NCl_3$ электронейтральна, поэтому ее заряд равен 0.
Общее число электронов: $N_{общ} = 7 + (3 \times 17) = 7 + 51 = 58$ электронов.

2. В молекуле трихлорида азота центральный атом азота образует три одинарные ковалентные связи с тремя атомами хлора. Каждая связь — это общая пара электронов.
Число электронов, участвующих в образовании связей: $N_{связ} = 3 \text{ связи} \times 2 \text{ электрона} = 6$ электронов.
Структурная формула молекулы $NCl_3$, показывающая связи и неподеленные электронные пары:
$ :\ddot{\text{Cl}}-\overset{\Large\cdot\cdot}{\underset{:\Large\ddot{\text{Cl}}\Large:}{\text{N}}}-\ddot{\text{Cl}}: $

Ответ: частица $NCl_3$ содержит 58 электронов; 6 из них принимают участие в образовании ковалентных связей.