Номер 2, страница 132 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

ч. II. § 35. Ковалентная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 2, страница 132.

2. Постройте график зависимости прочности химической связи от её кратности. При выполнении задания используйте различные источники информации.

Решение

Прочность химической связи характеризуется энергией, которую необходимо затратить для ее разрыва. Эта величина называется энергией диссоциации связи и обычно измеряется в килоджоулях на моль (кДж/моль). Чем больше энергия связи, тем прочнее связь.

Кратность связи — это число электронных пар, связывающих два атома в молекуле. Различают одинарные (кратность 1), двойные (кратность 2) и тройные (кратность 3) связи.

Общая закономерность заключается в том, что с увеличением кратности связи между двумя одинаковыми атомами ее прочность возрастает, а длина уменьшается. Это происходит потому, что большее количество связывающих электронов сильнее притягивает ядра атомов друг к другу.

Для построения графика рассмотрим зависимость энергии связи от ее кратности на примере связей между атомами углерода (C-C, C=C, C≡C) и углерода-кислорода (C-O, C=O, C≡O). Используем усредненные справочные данные:

Тип связи	Кратность связи	Средняя энергия связи, кДж/моль	Средняя длина связи, пм
C-C (в этане)	1	348	154
C=C (в этилене)	2	614	134
C≡C (в ацетилене)	3	839	120
C-O (в спиртах)	1	358	143
C=O (в альдегидах)	2	745	122
C≡O (в монооксиде углерода)	3	1072	113

На основе этих данных можно построить график. По оси абсцисс (X) отложим кратность связи, а по оси ординат (Y) — энергию связи.

График зависимости прочности связи от кратности

Как видно из таблицы и графика, с увеличением кратности связи от 1 до 3, энергия связи (а следовательно, и ее прочность) монотонно и значительно возрастает. Например, тройная связь C≡C почти в 2.4 раза прочнее одинарной связи C-C ($839 / 348 \approx 2.4$), а тройная связь C≡O почти в 3 раза прочнее одинарной C-O ($1072 / 358 \approx 2.99$).

Важно отметить, что энергия двойной связи не равна удвоенной энергии одинарной, а энергия тройной — утроенной. Это связано с тем, что $\sigma$-связь (сигма-связь), которая является основой любой ковалентной связи, прочнее, чем $\pi$-связи (пи-связи), которые добавляются для образования кратных связей. Двойная связь состоит из одной $\sigma$- и одной $\pi$-связи, а тройная — из одной $\sigma$- и двух $\pi$-связей.

Ответ: Зависимость прочности химической связи от её кратности является прямой и возрастающей: чем выше кратность связи (количество общих электронных пар между атомами), тем выше её энергия и, следовательно, тем прочнее связь. Это подтверждается справочными данными и наглядно демонстрируется на графике, где с увеличением кратности от 1 (одинарная) до 3 (тройная) значение энергии связи значительно увеличивается.