Номер 4, страница 155 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 35. Ковалентная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 4, страница 155.

4. Молекула простого вещества состоит из двух атомов. Сумма чисел протонов в ядрах атомов, образующих молекулу, равна 16, что на четырнадцать меньше общего числа нейтронов. Определите:

а) формулу вещества;

б) какие изотопы данного элемента образовали молекулу;

в) какой вид химической связи реализуется в этом веществе.

Дано:

Молекула простого вещества состоит из двух атомов.

Сумма протонов в молекуле: $P_{общ} = 16$.

Связь между суммой протонов и общим числом нейтронов: $P_{общ} = N_{общ} - 14$.

Найти:

а) формулу вещества;

б) какие изотопы данного элемента образовали молекулу;

в) какой вид химической связи реализуется в этом веществе.

Решение:

а) 1. Определим число протонов в ядре одного атома. Поскольку молекула состоит из двух атомов одного и того же простого вещества, то число протонов в каждом атоме одинаково. Пусть $p$ - число протонов в одном атоме. Тогда:
$2 \cdot p = 16$
$p = \frac{16}{2} = 8$

2. Число протонов в ядре атома ($p=8$) соответствует его порядковому номеру в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Элемент с порядковым номером 8 - это кислород (O).

3. Так как молекула простого вещества состоит из двух атомов, ее формула - $O_2$.
Ответ: Формула вещества - $O_2$.

б) 1. Найдем общее число нейтронов в молекуле. По условию, сумма протонов на 14 меньше общего числа нейтронов:
$N_{общ} = P_{общ} + 14$
$N_{общ} = 16 + 14 = 30$

2. Это общее число нейтронов ($30$) приходится на два атома кислорода. Молекула может быть образована как одинаковыми, так и разными изотопами. В общем случае, если $n_1$ и $n_2$ - число нейтронов в первом и втором атомах соответственно, то $n_1 + n_2 = 30$. Рассмотрим наиболее вероятный и симметричный случай, когда молекула образована двумя одинаковыми изотопами. Тогда число нейтронов в каждом атоме равно:
$n = \frac{N_{общ}}{2} = \frac{30}{2} = 15$

3. Определим массовое число $A$ этого изотопа. Массовое число равно сумме протонов и нейтронов в ядре:
$A = p + n = 8 + 15 = 23$

Таким образом, молекула образована двумя атомами изотопа кислорода-23, который обозначается как $^{23}O$.
Ответ: Молекулу образовали два атома изотопа кислорода-23 ($^{23}O$).

в) Химическая связь в молекуле $O_2$ образуется между двумя атомами одного и того же химического элемента-неметалла (кислорода). Электроотрицательность атомов одинакова, поэтому общая электронная пара не смещается ни к одному из атомов и принадлежит им в равной степени. Такая связь называется ковалентной неполярной.
Ответ: В данном веществе реализуется ковалентная неполярная химическая связь.