Номер 7, страница 155 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 35. Ковалентная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 7, страница 155.

7. Американский химик Гилберт Льюис в своей работе «Валентность и структура атомов и молекул» в 1923 г. утверждал, что число электронных пар у атомов в молекулах, как правило, равно четырём. Используйте это утверждение для обоснования постоянного состава двухатомных молекул. Почему это утверждение несостоятельно для двухатомной молекулы водорода?

Используйте это утверждение для обоснования постоянного состава двухатомных молекул. Утверждение Гилберта Льюиса, известное как правило октета, гласит, что атомы, образуя химические связи, стремятся к приобретению устойчивой электронной конфигурации благородного газа. Для большинства элементов это означает наличие восьми электронов (то есть четырёх электронных пар) на внешней электронной оболочке.

Это стремление к стабильности и объясняет постоянство состава двухатомных молекул. Рассмотрим в качестве примера молекулу азота $N_2$. Атом азота имеет 5 валентных электронов. Чтобы достичь стабильного октета, каждому атому азота необходимо еще 3 электрона. Два атома азота могут удовлетворить это требование, образовав между собой три общие электронные пары (тройную связь).

В молекуле азота $N \equiv N$ каждый атом имеет одну собственную неподеленную электронную пару и три общие связывающие пары. Таким образом, каждый атом окружен $1+3=4$ электронными парами, что соответствует правилу октета. Эта конфигурация является энергетически наиболее выгодной и стабильной. Именно поэтому молекула азота имеет состав ровно $N_2$, а не, например, $N_3$ или какой-либо другой. Фиксированное требование к достижению октета для обоих атомов определяет строгое соотношение 1:1, что и является проявлением закона постоянства состава. Аналогичные рассуждения применимы и к другим двухатомным молекулам, таким как $O_2$, $F_2$, $Cl_2$.

Ответ: Стремление атомов в двухатомной молекуле к достижению стабильной электронной конфигурации с четырьмя электронными парами (октет) приводит к образованию определенного числа ковалентных связей между ними. Эта устойчивая структура возможна только при определенном, постоянном соотношении атомов (1:1), что и объясняет постоянство состава таких молекул.

Почему это утверждение несостоятельно для двухатомной молекулы водорода? Утверждение о стремлении к четырем электронным парам (правило октета) несостоятельно для молекулы водорода $H_2$. Атом водорода относится к элементам первого периода и имеет всего один электронный уровень (оболочку), на котором находится один электрон. Этот первый электронный уровень является завершенным при наличии на нем двух электронов (электронная конфигурация благородного газа гелия, $He$).

Поэтому атом водорода стремится не к октету (восьми электронам), а к дублету (двум электронам). В двухатомной молекуле водорода $H_2$ два атома объединяют свои электроны, образуя одну общую электронную пару (одинарную связь $H-H$). В результате этой связи каждый атом водорода оказывается окружен только одной электронной парой, а не четырьмя. Таким образом, для водорода выполняется "правило дублета", которое является исключением из правила октета.

Ответ: Утверждение несостоятельно для молекулы водорода $H_2$, так как атом водорода имеет только один электронный уровень, который становится завершенным при наличии двух электронов (дублет), а не восьми (октета). Поэтому каждый атом в молекуле $H_2$ окружен одной электронной парой, а не четырьмя.