Номер 4, страница 43 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 9. Пространственное строение молекул. Глава II. Строение вещества - номер 4, страница 43.

Условие.

4. Составьте структурную формулу четырёххлористого углерода. Определите вид химической связи в этом соединении, тип гибридизации орбиталей атома углерода и форму молекулы.

Решение.

Решение 2.

Для решения задачи проанализируем строение молекулы четырёххлористого углерода ($CCl_4$) по пунктам.

1. Структурная формула

Химическая формула четырёххлористого углерода — $CCl_4$. В его молекуле один атом углерода (C), являющийся центральным, образует четыре одинарные связи с четырьмя атомами хлора (Cl).

Структурная формула выглядит следующим образом:

Cl
|
Cl–C–Cl
|
Cl

Ответ: Структурная формула $CCl_4$ представляет собой центральный атом углерода, соединённый одинарными связями с четырьмя атомами хлора.

2. Вид химической связи

Связь в молекуле $CCl_4$ образуется между атомами углерода и хлора. Оба этих элемента являются неметаллами, следовательно, связь между ними — ковалентная. Электроотрицательность хлора (по Полингу ≈ 3,16) значительно выше электроотрицательности углерода (≈ 2,55). Разница электроотрицательностей составляет $3,16 - 2,55 = 0,61$. Из-за этой разницы общая электронная пара смещается в сторону атома хлора, что делает связь C-Cl полярной.

Ответ: Ковалентная полярная связь.

3. Тип гибридизации орбиталей атома углерода

Атом углерода имеет электронную конфигурацию в основном состоянии $1s^2 2s^2 2p^2$. Для образования четырёх связей он переходит в возбуждённое состояние: один электрон с 2s-орбитали переходит на свободную 2p-орбиталь. Конфигурация становится $1s^2 2s^1 2p^3$. В процессе гибридизации одна s-орбиталь и три p-орбитали смешиваются, образуя четыре равноценные гибридные орбитали. Такой тип гибридизации называется $sp^3$-гибридизацией. Каждая из этих четырёх гибридных орбиталей участвует в образовании $\sigma$-связи с атомом хлора.

Ответ: $sp^3$-гибридизация.

4. Форма молекулы

Наличие у центрального атома углерода четырёх $sp^3$-гибридных орбиталей, участвующих в образовании четырёх $\sigma$-связей, и отсутствие неподелённых электронных пар приводят к определённой геометрии. Согласно теории отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR), для минимизации взаимного отталкивания четыре связи располагаются в пространстве под углом друг к другу, направляясь к вершинам правильного тетраэдра. Поэтому молекула четырёххлористого углерода имеет тетраэдрическую форму. Валентный угол Cl–C–Cl составляет $109,5^{\circ}$ (или $109^{\circ}28'$).

Ответ: Тетраэдрическая.