Номер 6, страница 89 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 12. Межмолекулярные взаимодействия - номер 6, страница 89.

Условие.

6. Имеются водные растворы метилового спирта и формальдегида. Изобразите все схемы возможных вариантов образования водородных связей между молекулами в данных растворах.

Решение.

Решение 2.

Водородная связь — это электростатическое притяжение между положительно поляризованным атомом водорода ($H^{\delta+}$), ковалентно связанным с сильноэлектроотрицательным атомом (в данном случае, с кислородом), и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома ($X^{\delta-}$). Молекула, содержащая связь $H-X$, выступает как донор водородной связи, а молекула, предоставляющая неподеленную электронную пару, — как акцептор.

В водном растворе метилового спирта и формальдегида присутствуют молекулы трех веществ:

• Вода ($H_2O$): Атом кислорода имеет две неподеленные электронные пары, а два атома водорода связаны с кислородом. Поэтому молекула воды может быть и донором, и акцептором водородных связей.
• Метиловый спирт ($CH_3OH$): Атом кислорода также имеет неподеленные электронные пары, а атом водорода гидроксильной группы связан с кислородом. Поэтому метанол тоже может быть и донором, и акцептором водородных связей.
• Формальдегид ($HCHO$): Атом кислорода карбонильной группы имеет неподеленные электронные пары и может выступать в роли акцептора. Однако в молекуле формальдегида нет атомов водорода, связанных с кислородом (они связаны с углеродом), поэтому он не может быть донором водородной связи.

Исходя из этого, в системе возможны следующие варианты образования водородных связей (обозначены многоточием):

1. Между двумя молекулами воды

Одна молекула воды (донор) образует связь с другой молекулой воды (акцептор).

$H-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot \underset{H}{\underset{|}{:\overset{\delta-}{O}}}-H$

2. Между двумя молекулами метилового спирта

Одна молекула спирта (донор) образует связь с другой молекулой спирта (акцептор).

$CH_3-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot \underset{CH_3}{\underset{|}{:\overset{\delta-}{O}}}-H$

3. Между молекулами воды и метилового спирта

а) Вода — донор, метиловый спирт — акцептор:

$H-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot \underset{CH_3}{\underset{|}{:\overset{\delta-}{O}}}-H$

б) Метиловый спирт — донор, вода — акцептор:

$CH_3-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot \underset{H}{\underset{|}{:\overset{\delta-}{O}}}-H$

4. Между молекулой воды и молекулой формальдегида

Вода выступает донором, а формальдегид — акцептором.

$H-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot :\overset{\delta-}{O}=\underset{H}{\underset{|}{C}}-H$

5. Между молекулой метилового спирта и молекулой формальдегида

Метиловый спирт выступает донором, а формальдегид — акцептором.

$CH_3-\overset{\delta-}{O}-H^{\delta+} \cdot\cdot\cdot :\overset{\delta-}{O}=\underset{H}{\underset{|}{C}}-H$

Ответ: В водном растворе метилового спирта и формальдегида возможно образование водородных связей между следующими парами молекул: вода-вода, метиловый спирт-метиловый спирт, вода-метиловый спирт (в двух вариантах: вода-донор и спирт-донор), вода-формальдегид (вода-донор), метиловый спирт-формальдегид (спирт-донор). Всего представлено 6 различных схем образования водородных связей.