Номер 9, страница 11, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

9. Почему водородное соединение азота $NH_3$ проявляет в растворе основные свойства, а $HCl$ и $H_2S$ — кислотные? Приведите уравнения соответствующих реакций.

Решение

Кислотно-основные свойства водородных соединений неметаллов в водных растворах определяются их способностью либо отдавать (донировать), либо присоединять (акцептировать) протон ($H^+$). Это поведение зависит от строения молекулы: полярности связи между неметаллом и водородом, а также от наличия у центрального атома неподеленной электронной пары.

Аммиак ($NH_3$) — основание

Молекула аммиака имеет на атоме азота неподеленную (свободную) пару электронов. Благодаря этой паре, атом азота может образовывать ковалентную связь с протоном ($H^+$) по донорно-акцепторному механизму. Вещества, способные присоединять протон, согласно теории Брёнстеда-Лоури, являются основаниями.

При растворении в воде аммиак отрывает протон от молекулы воды, что приводит к образованию иона аммония ($NH_4^+$) и гидроксид-иона ($OH^-$). Накопление в растворе гидроксид-ионов и придает ему основные (щелочные) свойства.

Уравнение реакции:

$NH_3 + H_2o \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$

Хлороводород ($HCl$) и сероводород ($H_2S$) — кислоты

В молекулах $HCl$ и $H_2S$ атомы хлора и серы соответственно более электроотрицательны, чем водород. Это вызывает смещение общей электронной пары от водорода к атому неметалла, то есть связь $Э-H$ является полярной. В результате на атоме водорода возникает частичный положительный заряд ($δ^+$), что облегчает его отщепление в виде протона ($H^+$). Вещества, способные отдавать протон, являются кислотами.

• Хлороводород ($HCl$). Хлор — очень электроотрицательный элемент, поэтому связь $H-Cl$ сильно полярна. В водном растворе $HCl$ практически полностью диссоциирует (распадается), отдавая протон молекуле воды. Это сильная кислота. Образование ионов гидроксония ($H_3O^+$) обуславливает кислую среду.

  Уравнение реакции:

  $HCl + H_2o \rightarrow H_3O^+ + Cl^-$

• Сероводород ($H_2S$). Сера менее электроотрицательна, чем хлор, поэтому связь $H-S$ поляризована в меньшей степени. В результате сероводород является слабой кислотой и диссоциирует в воде лишь частично, устанавливается равновесие, смещенное влево.

  Уравнение диссоциации по первой ступени:

  $H_2S + H_2o \rightleftharpoons H_3O^+ + HS^-$

Ответ:

Аммиак ($NH_3$) проявляет основные свойства, потому что атом азота имеет неподеленную электронную пару, способную присоединять протон ($H^+$), выступая в роли основания по Брёнстеду-Лоури. Реакция с водой: $NH_3 + H_2o \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.

Хлороводород ($HCl$) и сероводород ($H_2S$) проявляют кислотные свойства, так как из-за высокой электроотрицательности атомов хлора и серы связь с водородом полярна, что позволяет молекулам легко отдавать протон ($H^+$), выступая в роли кислот. Реакции с водой: $HCl + H_2o \rightarrow H_3O^+ + Cl^-$ и $H_2S + H_2o \rightleftharpoons H_3O^+ + HS^-$.