Номер 6, страница 250 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 53. Ковалентная связь и строение молекул. Глава 5. Строение вещества - номер 6, страница 250.

Условие.

6. По данным электронографического эксперимента, межъядерные расстояния в молекуле $BI_3$ равны: $r(B-I) = 0,210 \text{ нм}$, $r(I-I) = 0,364 \text{ нм}$. Определите, какую геометрическую фигуру образуют ядра атомов в этой молекуле.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Межъядерное расстояние B—I, $r(\text{B—I}) = 0,210 \text{ нм}$

Межъядерное расстояние I—I, $r(\text{I—I}) = 0,364 \text{ нм}$

$r(\text{B—I}) = 0,210 \times 10^{-9} \text{ м}$
$r(\text{I—I}) = 0,364 \times 10^{-9} \text{ м}$

Найти:

Геометрическую фигуру, которую образуют ядра атомов в молекуле BI₃.

Решение:

Молекула иодида бора (BI₃) состоит из одного центрального атома бора (B) и трех периферийных атомов иода (I). Наиболее вероятной геометрией для молекулы типа AX₃ (где A — центральный атом, X — периферийный) является плоская треугольная (тригонально-планарная) или тригонально-пирамидальная.

Предположим, что молекула имеет плоскую структуру. В этом случае три атома иода должны образовывать вершины равностороннего треугольника, а атом бора должен находиться в его геометрическом центре. Проверим это предположение с помощью данных из условия.

В равностороннем треугольнике существует строгое соотношение между длиной его стороны ($a$) и расстоянием от центра до вершины ($R$). Это соотношение выражается формулой:
$a = R \sqrt{3}$

В нашей модели сторона треугольника $a$ — это расстояние между двумя атомами иода, $a = r(\text{I—I})$, а расстояние от центра до вершины $R$ — это длина связи B–I, $R = r(\text{B—I})$.

Подставим в формулу известное значение длины связи $R = r(\text{B—I}) = 0,210 \text{ нм}$ и вычислим теоретическое расстояние между атомами иода ($a_{теор}$):
$a_{теор} = 0,210 \text{ нм} \cdot \sqrt{3} \approx 0,210 \cdot 1,73205 \approx 0,3637 \text{ нм}$

Теперь сравним полученное теоретическое значение с экспериментальным значением $r(\text{I—I})$:
$a_{теор} \approx 0,364 \text{ нм}$
$a_{эксп} = r(\text{I—I}) = 0,364 \text{ нм}$

Поскольку теоретическое и экспериментальное значения расстояния I–I практически совпадают, наше предположение о плоской треугольной геометрии молекулы верно.

Ответ: Ядра атомов в молекуле BI₃ образуют плоскую геометрическую фигуру — правильный (равносторонний) треугольник, в вершинах которого находятся атомы иода, а в центре — атом бора.