Номер 1, страница 37 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 7. Водородная химическая связь. Глава I. Строение веществ - номер 1, страница 37.

Условие.

1. Какая химическая связь называется водородной? Как она образуется? Какие разновидности этой связи различают?

Решение.

Решение 2.

Какая химическая связь называется водородной?

Водородная связь — это вид химической связи, который представляет собой электростатическое притяжение между положительно поляризованным атомом водорода ($H^{\delta+}$), ковалентно связанным с сильно электроотрицательным атомом (таким как F, O, N), и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома в другой или той же молекуле.

Эта связь является промежуточной по силе между ковалентными связями (значительно слабее) и межмолекулярными ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями (значительно сильнее). Энергия водородной связи обычно составляет 10–40 кДж/моль. Водородные связи играют решающую роль в определении структуры и свойств многих химических соединений, включая воду, аммиак, а также биологических макромолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты (например, в ДНК они соединяют две комплементарные цепи).

Ответ: Водородной связью называется электростатическое взаимодействие между атомом водорода, ковалентно связанным с сильноэлектроотрицательным элементом (F, O, N), и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома.

Как она образуется?

Механизм образования водородной связи заключается в следующем. Когда атом водорода (H) образует ковалентную связь с очень электроотрицательным атомом (A), таким как фтор, кислород или азот, общая электронная пара сильно смещается к атому А. Вследствие этого на атоме А возникает частичный отрицательный заряд ($ \delta- $), а на атоме водорода — частичный положительный заряд ($ \delta+ $). Атом водорода, по сути, "оголяется", его протон становится доступным для взаимодействия.

Этот частично положительно заряженный атом водорода ($ H^{\delta+} $) одной молекулы притягивается к области с избыточной электронной плотностью другой молекулы (или другой части той же молекулы). Такой областью обычно является неподеленная электронная пара другого электроотрицательного атома (B).

Таким образом, образуется трехцентровая связь вида $ A^{\delta-} - H^{\delta+} \cdots B^{\delta-} $, где ковалентная связь обозначается сплошной линией, а водородная — точками.

Ответ: Водородная связь образуется за счет электростатического притяжения между атомом водорода с частичным положительным зарядом ($ H^{\delta+} $) и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома ($ B^{\delta-} $) в соседней или той же молекуле.

Какие разновидности этой связи различают?

Различают два основных типа водородной связи в зависимости от расположения взаимодействующих атомов:

Межмолекулярная водородная связь. Этот тип связи возникает между двумя или более разными молекулами. Она является причиной ассоциации молекул в жидкости, что приводит к аномально высоким температурам кипения и плавления веществ, способных к ее образованию (например, вода $ H_2O $, аммиак $ NH_3 $, фтороводород $ HF $, спирты). Также она ответственна за образование димеров карбоновых кислот.

Внутримолекулярная водородная связь. Этот тип связи образуется в пределах одной молекулы между функциональными группами, если их пространственное расположение позволяет атому водорода и электроотрицательному атому сблизиться на достаточное расстояние. Это приводит к образованию циклической структуры. Примеры соединений с внутримолекулярной водородной связью: салициловая кислота, орто-нитрофенол. Такая связь влияет на физические и химические свойства молекулы, например, на ее кислотность и температуру кипения.

Ответ: Различают два вида водородной связи: межмолекулярную, которая образуется между разными молекулами, и внутримолекулярную, которая образуется внутри одной молекулы.