Номер 4, страница 159 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 36. Ковалентная неполярная и полярная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 4, страница 159.

4. Запишите схемы образования ковалентных связей в молекуле пероксида водорода $H_2O_2$

Решение

Молекула пероксида (перекиси) водорода имеет химическую формулу $H_2O_2$. Она состоит из двух атомов водорода (H) и двух атомов кислорода (O). Связи в этой молекуле образуются по ковалентному механизму, так как она состоит из атомов неметаллов.

Для того чтобы составить схему образования связей, рассмотрим электронное строение атомов водорода и кислорода.

• Атом водорода (H) находится в 1-й группе, 1-го периода. Его порядковый номер 1. Электронная конфигурация атома: $1s^1$. На единственном внешнем электронном слое у водорода находится один неспаренный электрон. Для завершения внешнего слоя (образования стабильного дуплета) атому водорода не хватает одного электрона, поэтому он образует одну ковалентную связь.
• Атом кислорода (O) находится в 16-й группе (VIА), 2-го периода. Его порядковый номер 8. Электронная конфигурация атома: $1s^22s^22p^4$. На внешнем электронном слое у кислорода 6 валентных электронов ($2s^22p^4$), из которых два являются неспаренными. Для завершения внешнего слоя (образования стабильного октета) атому кислорода не хватает двух электронов, поэтому он образует две ковалентные связи.

Процесс образования ковалентных связей в молекуле $H_2O_2$ можно описать поэтапно, используя электронные формулы (схемы Льюиса):

1. Сначала два атома кислорода образуют между собой одинарную ковалентную связь. Каждый атом кислорода предоставляет по одному неспаренному электрону для создания общей электронной пары. Эта связь является ковалентной неполярной, так как соединяет атомы одного и того же элемента с одинаковой электроотрицательностью.

$ \cdot\ddot{O}\cdot \; + \; \cdot\ddot{O}\cdot \longrightarrow \cdot\ddot{O}:\ddot{O}\cdot $

2. После образования связи O–O у каждого атома кислорода остается еще по одному неспаренному электрону. Эти электроны используются для образования связей с двумя атомами водорода. Каждый атом водорода предоставляет свой единственный электрон для создания общей пары с атомом кислорода.

$ H\cdot \; + \; \cdot\ddot{O}:\ddot{O}\cdot \; + \; \cdot H \longrightarrow H:\ddot{O}:\ddot{O}:H $

Таким образом, образуются две связи O–H. Эти связи являются ковалентными полярными, так как электроотрицательность кислорода (≈3,44) значительно выше электроотрицательности водорода (≈2,20). Общие электронные пары в связях O–H смещены в сторону более электроотрицательных атомов кислорода.

В результате в молекуле пероксида водорода $H_2O_2$ каждый атом водорода достигает стабильного дуплета (2 электрона), а каждый атом кислорода — стабильного октета (8 электронов).

Итоговая электронная и структурная формулы молекулы:

Электронная формула: $H:\ddot{O}:\ddot{O}:H$
Структурная формула: $H-O-O-H$

Ответ: Схема образования связей в молекуле $H_2O_2$: два атома кислорода образуют одну одинарную ковалентную неполярную связь (O–O), предоставляя по одному неспаренному электрону. Затем каждый атом кислорода образует по одной одинарной ковалентной полярной связи с атомом водорода (O–H). Общая электронная схема молекулы: $H:\ddot{O}:\ddot{O}:H$.