Номер 9, страница 263 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 56. Межмолекулярные взаимодействия. Глава 5. Строение вещества - номер 9, страница 263.

Условие.

9. Энергия диссоциации молекулы $Cl_2$ на атомы составляет 243 кДж/моль, а энергия возгонки кристаллов $Cl_2$ — всего 25 кДж/моль. Какой вывод можно сделать на основании этих данных об относительной прочности различных видов химической связи?

Решение.

Решение 2.

Дано

Энергия диссоциации молекулы $Cl_2$: $E_{дисс} = 243 \text{ кДж/моль}$

Энергия возгонки кристаллов $Cl_2$: $E_{возг} = 25 \text{ кДж/моль}$

Перевод в систему СИ:

$E_{дисс} = 243 \times 10^3 \text{ Дж/моль}$

$E_{возг} = 25 \times 10^3 \text{ Дж/моль}$

Найти

Сделать вывод об относительной прочности различных видов химической связи на основании предоставленных данных.

Решение

В задаче даны две величины, характеризующие разные типы взаимодействий в веществе (хлоре).

1. Энергия диссоциации молекулы $Cl_2$ — это энергия, которую необходимо затратить для разрыва химической связи внутри одной молекулы хлора. В молекуле $Cl_2$ атомы хлора связаны одинарной ковалентной неполярной связью ($Cl-Cl$). Этот процесс можно описать уравнением:

$Cl_{2(г)} \rightarrow 2Cl_{(г)}$, $\Delta H = 243 \text{ кДж/моль}$

Следовательно, энергия диссоциации характеризует прочность внутримолекулярной ковалентной связи.

2. Энергия возгонки (сублимации) кристаллов $Cl_2$ — это энергия, необходимая для перехода вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. В твердом состоянии (в кристалле) молекулы $Cl_2$ удерживаются друг около друга слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса, в данном случае — лондоновскими дисперсионными силами). В процессе возгонки разрываются именно эти межмолекулярные связи, в то время как сами молекулы $Cl_2$ остаются целыми. Процесс возгонки:

$Cl_{2(тв)} \rightarrow Cl_{2(г)}$, $\Delta H = 25 \text{ кДж/моль}$

Следовательно, энергия возгонки характеризует прочность межмолекулярных связей.

Сравнивая эти две величины, мы можем оценить относительную прочность двух видов связей. Энергия, необходимая для разрыва ковалентной связи внутри молекулы ($243 \text{ кДж/моль}$), значительно больше энергии, необходимой для преодоления межмолекулярного притяжения ($25 \text{ кДж/моль}$).

Их соотношение составляет: $\frac{E_{дисс}}{E_{возг}} = \frac{243}{25} \approx 9.72$

Это означает, что внутримолекулярная ковалентная связь в хлоре почти в 10 раз прочнее, чем межмолекулярные связи между молекулами хлора в кристалле.

Ответ: На основании данных можно сделать вывод, что внутримолекулярные связи (в данном случае ковалентная неполярная связь) значительно прочнее, чем межмолекулярные взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса). Энергия, требуемая для разрыва ковалентной связи в молекуле хлора ($243 \text{ кДж/моль}$), почти на порядок превышает энергию, необходимую для преодоления сил притяжения между молекулами в кристалле ($25 \text{ кДж/моль}$).