Номер 6, страница 21 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II. Ковалентная химическая связь. Глава I. Строение веществ - номер 6, страница 21.

Условие.

6. Объясните зависимость между кратностью и длиной связи.

Решение.

Решение 2.

Зависимость между кратностью и длиной химической связи является одной из фундаментальных закономерностей в химии. Для её объяснения необходимо сначала определить оба понятия.

Кратность связи (или порядок связи) — это количество общих электронных пар, которыми связаны два атома. Связь бывает:

• Одинарной (кратность 1), как например связь C–C в этане.
• Двойной (кратность 2), как связь C=C в этене.
• Тройной (кратность 3), как связь C≡C в ацетилене.

Длина связи — это среднее расстояние между ядрами двух связанных атомов в молекуле, при котором энергия системы минимальна.

Между этими двумя характеристиками существует обратная зависимость: чем выше кратность связи, тем она короче и прочнее.

Это объясняется следующим образом:
С увеличением кратности связи возрастает количество связывающих электронов, находящихся между двумя ядрами. Это приводит к увеличению электронной плотности в межъядерном пространстве. Усиление отрицательного заряда между положительно заряженными ядрами атомов вызывает их более сильное взаимное притяжение. В результате атомы сближаются, и расстояние между их центрами (длина связи) сокращается.

Рассмотрим эту зависимость на классическом примере связей между атомами углерода:

• Одинарная связь $C–C$ в молекуле этана ($CH_3–CH_3$): кратность = 1, длина ≈ 154 пм ($1.54 \cdot 10^{-10}$ м).
• Двойная связь $C=C$ в молекуле этена ($CH_2=CH_2$): кратность = 2, длина ≈ 134 пм ($1.34 \cdot 10^{-10}$ м).
• Тройная связь $C≡C$ в молекуле этина ($HC≡CH$): кратность = 3, длина ≈ 120 пм ($1.20 \cdot 10^{-10}$ м).

Как видно из примера, по мере увеличения кратности связи с 1 до 3, её длина последовательно уменьшается. Одновременно с уменьшением длины растет и энергия связи, то есть требуется больше энергии, чтобы разорвать более кратную связь.

Ответ: Между кратностью и длиной связи существует обратная зависимость: с увеличением кратности связи (числа общих электронных пар) её длина уменьшается. Это происходит из-за увеличения электронной плотности между ядрами, что усиливает их взаимное притяжение и сокращает межъядерное расстояние.