Страница 223 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Деление химических связей на ковалентную полярную и ионную является условным, поскольку в действительности не существует резкой границы между этими типами связей. Вместо этого существует непрерывный переход от одного типа к другому. Основным критерием для классификации связи служит разность электроотрицательностей ($ \Delta \text{ЭО} $) связываемых атомов.

Типы связей можно расположить в один ряд в зависимости от увеличения $ \Delta \text{ЭО} $:

• Ковалентная неполярная связь: образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью ($ \Delta \text{ЭО} = 0 $). Общая электронная пара распределена симметрично между ядрами. Пример: $H_2, Cl_2, O_2$.
• Ковалентная полярная связь: образуется между атомами с разной, но не слишком отличающейся электроотрицательностью (условно $ 0 < \Delta \text{ЭО} < 1.7 $). Общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, что приводит к возникновению на атомах частичных зарядов ($ \delta+ $ и $ \delta- $). Примеры: $HCl, H_2O$.
• Ионная связь: рассматривается как предельный случай ковалентной полярной связи, когда разность электроотрицательностей настолько велика (условно $ \Delta \text{ЭО} > 1.7 $), что происходит практически полный переход валентных электронов от одного атома к другому с образованием ионов. Примеры: $NaCl, KF$.

Условность этого деления доказывается следующими фактами:

1. Произвольность границы. Численное значение разности электроотрицательностей, которое используется для разделения полярных ковалентных и ионных связей ($ \Delta \text{ЭО} \approx 1.7-2.0 $), является условным. Не существует такого значения $ \Delta \text{ЭО} $, при котором характер связи скачкообразно меняется. Это плавный переход. Например, связь в молекуле фтороводорода $HF$ имеет $ \Delta \text{ЭО} = 3.98 - 2.20 = 1.78 $. Это значение находится прямо на условной границе, поэтому связь в $HF$ можно описывать и как очень полярную ковалентную, и как связь со значительной (около 43%) долей ионности.

2. Отсутствие 100% ионных связей. Не существует абсолютно ионных связей. Даже в типичных ионных соединениях, таких как хлорид натрия ($NaCl$), связь не является на 100% ионной. Положительно заряженный ион натрия ($Na^+$) притягивает и поляризует (деформирует) электронное облако отрицательно заряженного иона хлора ($Cl^-$). Это означает, что электронная плотность частично обобществляется, и в связи присутствует доля ковалентного характера. Для $NaCl$ степень ионности связи оценивается примерно в 70-80%, а не 100%.

Таким образом, любая связь между атомами разных элементов является в той или иной степени полярной и обладает как ионным, так и ковалентным характером. Говорить о чисто ионной или чисто ковалентной полярной связи можно лишь с определенной долей условности. Правильнее оценивать степень (долю) ионности или ковалентности химической связи, которая плавно изменяется с ростом разности электроотрицательностей атомов.

Ответ: Деление химических связей на ковалентную полярную и ионную условно, так как не существует резкой физической границы между ними, а есть непрерывный переход. Ионная связь является лишь предельным случаем ковалентной полярной связи. Условность доказывается тем, что, во-первых, граница по разности электроотрицательностей ($ \Delta \text{ЭО} \approx 1.7 $) выбрана произвольно, и, во-вторых, не существует 100%-но ионных связей – даже в ионных кристаллах присутствует доля ковалентного характера из-за поляризации ионов. Поэтому любую связь между разными атомами корректнее характеризовать степенью ионности, а не строгой принадлежностью к тому или иному типу.

Электропроводность металлов и электролитов отличается по своей природе, в первую очередь, типом носителей заряда и процессами, сопровождающими прохождение электрического тока.

Электропроводность металлов

В металлах носителями электрического заряда являются свободные электроны ($e^{-}$). Атомы в кристаллической решетке металла отдают свои валентные электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы. Эти электроны не связаны с конкретными атомами и образуют так называемый «электронный газ», свободно перемещающийся по всему объему металла. При создании внешнего электрического поля эти электроны начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток. Этот тип проводимости называется электронной.

Ключевые особенности:

• Прохождение тока не сопровождается переносом вещества и изменением химического состава металла.
• С ростом температуры электропроводность металлов уменьшается, так как усиливаются колебания ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение электронов.

Электропроводность электролитов

В электролитах (растворах или расплавах солей, кислот, щелочей) носителями заряда являются положительно и отрицательно заряженные ионы — катионы и анионы. Они образуются в результате процесса электролитической диссоциации, то есть распада молекул на ионы. Под действием электрического поля катионы движутся к отрицательному электроду (катоду), а анионы — к положительному (аноду). Упорядоченное движение ионов и есть электрический ток в электролитах. Этот тип проводимости называется ионной.

Ключевые особенности:

• Прохождение тока всегда сопровождается переносом вещества и химическими реакциями на электродах (электролиз), что приводит к изменению состава электролита.
• С ростом температуры электропроводность электролитов, как правило, увеличивается, так как возрастает скорость движения ионов (из-за уменьшения вязкости среды) и может увеличиваться степень диссоциации.

Ответ:

Основное различие в природе электропроводности металлов и электролитов заключается в следующем:

1. Носители заряда: в металлах — свободные электроны, в электролитах — положительные и отрицательные ионы.

2. Перенос вещества: в металлах при прохождении тока перенос вещества не происходит, в электролитах — происходит (электролиз).

3. Зависимость от температуры: с повышением температуры проводимость металлов падает, а проводимость электролитов — растет.

Электрическая проводимость — это способность вещества проводить электрический ток. Электрический ток, в свою очередь, представляет собой упорядоченное (направленное) движение свободных заряженных частиц. В то время как в металлах носителями заряда являются свободные электроны, в водных растворах электролитов эту роль выполняют ионы.

Электролитами называют вещества (например, соли, кислоты, основания), которые при растворении в воде распадаются на ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией. Возьмем для примера поваренную соль — хлорид натрия ($NaCl$). Молекулы воды являются полярными, то есть имеют положительно и отрицательно заряженные части. При растворении они окружают ионы натрия ($Na^+$) и хлора ($Cl^-$) в кристаллической решетке соли, ослабляют силы притяжения между ними и "вытягивают" их в раствор. В результате в растворе появляются свободные, подвижные ионы. Процесс диссоциации хлорида натрия можно записать так:

$$NaCl \rightleftharpoons Na^+ + Cl^-$$

Таким образом, в водном растворе электролита образуется большое количество свободных носителей заряда — положительно заряженных ионов (катионов) и отрицательно заряженных ионов (анионов).

Если в такой раствор опустить два электрода и подключить их к источнику напряжения (создать электрическое поле), то ионы начнут двигаться упорядоченно. Положительно заряженные катионы ($Na^+$) будут притягиваться к отрицательному электроду (катоду), а отрицательно заряженные анионы ($Cl^-$) — к положительному электроду (аноду). Это направленное движение ионов в электрическом поле и есть электрический ток в растворе электролита.

Важно отметить, что проводимость электролитов (ионная проводимость) отличается от проводимости металлов (электронной проводимости). Прохождение тока через раствор электролита всегда сопровождается химическими реакциями на электродах (электролизом), так как ионы, достигая электродов, отдают или принимают электроны, превращаясь в нейтральные атомы или молекулы.

Ответ: Электрическая проводимость водных растворов электролитов объясняется наличием в них свободных подвижных ионов (катионов и анионов), которые образуются в результате процесса электролитической диссоциации. При создании в растворе электрического поля эти ионы начинают двигаться направленно: катионы к катоду, анионы к аноду, создавая тем самым электрический ток.