Номер 4, страница 61 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 8. Ковалентная химическая связь и механизмы её образования - номер 4, страница 61.

Условие.

4. Что означают основные характеристики ковалентной связи: кратность, насыщаемость, направленность?

Решение.

Решение 2.

Ковалентная связь характеризуется несколькими основными свойствами, которые определяют структуру и свойства химических соединений. К ним относятся кратность, насыщаемость и направленность.

кратность

Кратность ковалентной связи определяется числом общих электронных пар, которые связывают два атома. В зависимости от числа таких пар связь может быть одинарной, двойной или тройной.

Одинарная связь образуется одной общей электронной парой (одна $\sigma$-связь). Примеры: связь $H-H$ в молекуле водорода, связи $C-H$ в метане $CH_4$.

Двойная связь образуется двумя общими электронными парами (одна $\sigma$- и одна $\pi$-связь). Примеры: связь $O=O$ в молекуле кислорода, связь $C=C$ в этилене $C_2H_4$.

Тройная связь образуется тремя общими электронными парами (одна $\sigma$- и две $\pi$-связи). Примеры: связь $N \equiv N$ в молекуле азота, связь $C \equiv C$ в ацетилене $C_2H_2$.

С увеличением кратности связи увеличивается её прочность (энергия связи) и уменьшается её длина.

Ответ: Кратность связи — это число общих электронных пар, связывающих два атома.

насыщаемость

Насыщаемость — это свойство атомов образовывать строго определённое, ограниченное число ковалентных связей. Это число определяется количеством валентных орбиталей атома, которые могут участвовать в образовании связей. Например, атом водорода может образовать только одну ковалентную связь, так как у него есть только одна валентная $\text{1s}$-орбиталь. Атом углерода в возбужденном состоянии имеет четыре неспаренных электрона и может образовать четыре ковалентные связи, как в молекуле метана $CH_4$. Благодаря свойству насыщаемости вещества имеют постоянный качественный и количественный состав. Это свойство отличает ковалентную связь от ионной, которая является ненасыщаемой (один ион может притягивать к себе множество ионов противоположного знака).

Ответ: Насыщаемость — это способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей.

направленность

Направленность ковалентной связи означает, что она образуется в определённом направлении в пространстве. Это связано с тем, что электронные облака (атомные орбитали), участвующие в образовании связи, имеют определённую форму и пространственную ориентацию. Связь возникает в направлении максимального перекрывания этих орбиталей. Например, $\text{p}$-орбитали ориентированы взаимно перпендикулярно по осям координат, что приводит к образованию связей под определёнными углами. Направленность ковалентной связи определяет пространственное строение, то есть геометрию молекул. Например, молекула воды ($H_2O$) имеет угловое строение (угол $H-O-H$ около $104.5^\circ$), а молекула метана ($CH_4$) — тетраэдрическое (углы $H-C-H$ равны $109.5^\circ$). В отличие от ковалентной, ионная и металлическая связи являются ненаправленными.

Ответ: Направленность — это свойство ковалентной связи, определяющее строгую пространственную ориентацию связей и, как следствие, геометрическую форму молекул.