Номер 3, страница 21 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II. Ковалентная химическая связь. Глава I. Строение веществ - номер 3, страница 21.

Условие.

3. Предложите рисунок, иллюстрирующий диссоциацию $HCl$ в четыре стадии, описанные в задании 2.

Решение.

Решение 2.

Решение

Процесс электролитической диссоциации хлороводорода в воде можно представить в виде четырех последовательных стадий. Ниже приведено описание схематического рисунка для каждой из них, исходя из стандартного механизма диссоциации сильной кислоты в водном растворе.

Стадия 1: Сближение и ориентация молекул

На этой стадии показаны молекулы хлороводорода ($HCl$) и воды ($H_2O$) до их активного взаимодействия. Молекула $HCl$ является сильнополярной, с частичным положительным зарядом на атоме водорода ($H^{\delta+}$) и частичным отрицательным на атоме хлора ($Cl^{\delta-}$). Молекулы воды также являются диполями.

Описание рисунка: В пространстве изображены хаотично расположенные молекула $HCl$ и несколько молекул $H_2O$. На атомах молекулы $HCl$ обозначены частичные заряды $δ^+$ и $δ^-$, чтобы показать ее дипольный характер.

Стадия 2: Гидратация (сольватация)

Полярные молекулы воды притягиваются к полярной молекуле $HCl$ и ориентируются вокруг нее: отрицательные полюса диполей воды (атомы кислорода) направлены к положительному полюсу диполя $HCl$ (атому водорода), а положительные полюса диполей воды (атомы водорода) — к отрицательному полюсу диполя $HCl$ (атому хлора). Образуется гидратная оболочка, ослабляющая связь $H-Cl$.

Описание рисунка: Молекула $HCl$ окружена несколькими молекулами воды, которые ориентированы соответствующим образом. Между молекулой $HCl$ и молекулами воды показаны пунктирные линии, символизирующие диполь-дипольные взаимодействия.

Стадия 3: Ионизация

Взаимодействие с водой приводит к гетеролитическому разрыву ковалентной связи $H-Cl$. Протон ($H^+$) переходит от атома хлора к атому кислорода одной из молекул воды с образованием катиона гидроксония ($H_3O^+$). Атом хлора, удержав пару электронов, превращается в хлорид-анион ($Cl^-$). Образовавшиеся ионы формируют гидратированную ионную пару.

Описание рисунка: Показан момент переноса протона от $HCl$ к $H_2O$ (изображается стрелкой). В результате образуются ионы $[H_3O]^+$ и $[Cl]^-$, расположенные вплотную друг к другу и окруженные молекулами воды.

Стадия 4: Диссоциация

Под влиянием теплового движения и взаимодействия с окружающими молекулами воды гидратированные ионы ($H_3O^+$ и $Cl^-$) преодолевают взаимное электростатическое притяжение и расходятся. Они начинают свободно и независимо перемещаться по всему объему раствора.

Описание рисунка: Ион $[H_3O]^+$ и ион $[Cl]^-$ изображены на значительном расстоянии друг от друга. Каждый ион плотно окружен своей гидратной оболочкой (несколькими ориентированными вокруг него молекулами воды).

Ответ:

Рисунок, иллюстрирующий диссоциацию $HCl$, можно представить как последовательность четырех сцен (стадий), схематическое описание которых приведено выше: 1) сближение и ориентация молекул; 2) гидратация молекулы $HCl$; 3) ионизация с образованием ионной пары $[H_3O]^+[Cl]^-$; 4) диссоциация ионной пары на свободные гидратированные ионы $H_3O^+$ и $Cl^-$.