Страница 201 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Для создания классного банка данных необходимо изучить несколько ключевых понятий и технологий. Ниже приведены электронные адреса (ссылки) на ресурсы, раскрывающие содержание основных терминов и концепций, связанных с базами данных.

База данных (основное понятие)

Прежде чем создавать банк данных, важно понять, что это такое. База данных (БД) — это упорядоченная совокупность структурированных данных, предназначенная для их хранения, изменения и обработки. Понимание этого термина является фундаментом для дальнейшей работы. Статья в Википедии дает исчерпывающее определение и общую информацию: https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных.

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных

Структура реляционной базы данных (таблицы, поля, записи)

Наиболее распространенный тип баз данных — реляционный, где данные хранятся в виде таблиц. Таблицы состоят из строк (записей) и столбцов (полей). Например, в классном банке данных может быть таблица "Ученики" с полями "Имя", "Фамилия", "Дата рождения". Каждая запись будет содержать информацию об одном ученике. Основы структуры БД хорошо описаны в справочном материале Microsoft: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основные-сведения-о-базах-данных-a849ac16-07c7-4a31-9948-3c8c94a7c2b8.

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основные-сведения-о-базах-данных-a849ac16-07c7-4a31-9948-3c8c94a7c2b8

Типы данных в полях таблицы

Каждое поле в таблице должно иметь определенный тип данных, который определяет, какая информация может в нем храниться (например, текст, число, дата, логическое значение). Правильный выбор типов данных важен для целостности и корректности информации в базе. Например, для поля "Дата рождения" следует использовать тип "Дата/Время", а не "Текстовый". Подробно о типах данных рассказано в статье для СУБД Access: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/типы-данных-для-баз-данных-access-для-настольных-пк-df29725f-22a2-43b7-b673-3a787955513c.

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/типы-данных-для-баз-данных-access-для-настольных-пк-df29725f-22a2-43b7-b673-3a787955513c

Система управления базами данных (СУБД)

Это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут создавать базы данных и работать с ними. Для учебных целей часто используют Microsoft Access, LibreOffice Base или изучают язык SQL. Выбор СУБД определяет инструменты, доступные для создания классного банка данных. Общее понятие СУБД и примеры систем раскрыты здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных.

Ответ:https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных

Запросы для извлечения данных

Запросы позволяют находить и извлекать нужную информацию из базы данных. Например, можно создать запрос, чтобы найти всех учеников, родившихся в определенном месяце, или вывести список отличников. Это один из самых мощных инструментов для работы с данными. Введение в создание запросов на примере MS Access: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-запросы-access-3d867513-de01-4950-a3a2-212713e20e8b.

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-запросы-access-3d867513-de01-4950-a3a2-212713e20e8b

Формы и отчеты

Формы предоставляют удобный пользовательский интерфейс для ввода, просмотра и редактирования данных в таблицах. Отчеты служат для представления данных в наглядном и отформатированном виде, удобном для печати или анализа. Например, можно создать форму для добавления нового ученика и отчет "Список класса с контактами".

• Создание форм: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/создание-формы-в-access-e8467384-1498-4433-876a-733cde3d034c
• Введение в отчеты: https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-отчеты-в-access-e1d38212-324c-4de3-9e42-17633210344c

Ответ:https://support.microsoft.com/ru-ru/office/создание-формы-в-access-e8467384-1498-4433-876a-733cde3d034c и https://support.microsoft.com/ru-ru/office/введение-в-отчеты-в-access-e1d38212-324c-4de3-9e42-17633210344c

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Это задание представляет собой творческую работу, для выполнения которой необходимо выбрать один из двух предложенных форматов информационного продукта. Поскольку тема урока и ключевые слова из параграфа не указаны, ниже приводится универсальная пошаговая инструкция для подготовки каждого из вариантов.

Презентация по теме урока

Презентация — это наглядный способ представления информации, сочетающий текст, изображения, графики и другие мультимедийные элементы для лучшего восприятия материала аудиторией.

Этапы подготовки:

1. Планирование и структурирование.
   • Титульный слайд: Укажите название темы, ваши имя и фамилию, а также класс или учебное заведение.
   • Введение (1-2 слайда): Обозначьте актуальность темы, сформулируйте цель и задачи вашей презентации. Можно кратко анонсировать план выступления.
   • Основная часть (рекомендуется 5-10 слайдов): Раскройте содержание темы, разбив его на логические блоки. Придерживайтесь правила: один слайд — одна основная мысль. Используйте короткие тезисы вместо сплошного текста. Для наглядности дополняйте информацию релевантными изображениями, схемами, графиками.
   • Заключение (1-2 слайда): Подведите итоги, сформулируйте главные выводы по теме. Можно завершить выступление риторическим вопросом или призывом к дискуссии.
   • Источники (1 слайд): Приведите список ссылок на ресурсы (сайты, статьи, книги), которые вы использовали при подготовке.
2. Поиск и отбор информации.
   • Используйте надежные интернет-ресурсы: образовательные порталы (например, Российская электронная школа), онлайн-энциклопедии (например, Большая российская энциклопедия), научные статьи, официальные сайты профильных организаций.
   • Критически подходите к найденной информации, сравнивая данные из нескольких независимых источников.
   • Сохраняйте ссылки на все использованные материалы для последующего оформления списка источников.
3. Визуальное оформление.
   • Выберите единый, не отвлекающий дизайн для всех слайдов.
   • Используйте хорошо читаемые шрифты (например, Arial, Times New Roman, Calibri) и достаточный размер (не менее 22-24 пунктов для основного текста).
   • Обеспечьте высокий контраст между цветом текста и фона для комфортного чтения.
   • Избегайте перегруженности слайдов текстом и графическими элементами.
4. Подготовка к выступлению.
   • Напишите текст устного доклада, который будет пояснять и дополнять информацию на слайдах.
   • Прорепетируйте выступление, следя за временем и логикой повествования.

Ответ: Для подготовки презентации необходимо определить её структуру (титульный лист, введение, основная часть, заключение, источники), найти и проанализировать информацию из надежных интернет-ресурсов, оформить слайды в едином стиле, сделав их наглядными и не перегруженными, и подготовить текст устного выступления для защиты работы.

Сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа

Сообщение (или доклад) — это подробное, но сжатое изложение информации по определенной, как правило, узкой теме, основанное на изучении и обобщении данных из различных источников.

Этапы подготовки:

1. Выбор ключевого слова и составление плана.
   • Выберите из текста параграфа наиболее интересное для вас ключевое слово или словосочетание.
   • Сформулируйте точную тему сообщения и составьте его подробный план. Классическая структура плана включает введение, основную часть (разбитую на 2-3 пункта) и заключение.
2. Сбор и систематизация материала.
   • Используя поисковые системы, найдите информацию по теме. Отдавайте предпочтение научным и образовательным сайтам, электронным библиотекам, словарям и энциклопедиям.
   • Внимательно изучите найденные материалы, отбирая наиболее важные факты, определения и примеры, соответствующие вашему плану.
   • Систематизируйте информацию, группируя ее по пунктам плана.
3. Написание и оформление текста.
   • Вступление: Дайте определение ключевому понятию, объясните, почему его изучение важно.
   • Основная часть: Последовательно и логично изложите собранный материал. Раскройте сущность понятия, его историю, основные характеристики, приведите примеры, опишите применение на практике.
   • Заключение: Подведите итог, сделайте краткие выводы, еще раз подчеркнув основную мысль сообщения.
   • Напишите полный текст, проверьте его на орфографические, пунктуационные и логические ошибки.
   • В конце документа оформите список использованной литературы и интернет-ресурсов.

Ответ: Чтобы подготовить сообщение, необходимо выбрать ключевое понятие из параграфа, составить детальный план (введение, основная часть, заключение), собрать и проанализировать информацию из авторитетных источников, написать на этой основе связный и логичный текст и приложить к нему список использованных ресурсов.

1. Каково электронное и пространственное строение молекулы аммиака?

Решение

Молекула аммиака имеет химическую формулу $NH_3$. Для определения ее электронного и пространственного строения необходимо рассмотреть электронные конфигурации составляющих ее атомов и принципы образования химических связей.

Электронное строение

1. Электронные конфигурации атомов. Центральным атомом в молекуле аммиака является атом азота ($N$). Его порядковый номер 7, электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^3$. На внешнем (валентном) уровне у азота 5 электронов: одна электронная пара на $2s$-подуровне и три неспаренных электрона на $2p$-подуровне. Атом водорода ($H$) имеет порядковый номер 1 и конфигурацию $1s^1$, то есть один валентный электрон.

2. Образование химических связей. Атом азота для достижения стабильной восьмиэлектронной оболочки (октета) образует три ковалентные связи с тремя атомами водорода. Каждая связь $N-H$ формируется за счет обобществления одного неспаренного $p$-электрона азота и одного $s$-электрона водорода (обменный механизм).

3. Гибридизация и неподеленная пара. После образования трех связей у атома азота остается пара $2s$-электронов, которая не участвует в образовании связей и называется неподеленной (или свободной) электронной парой. Таким образом, атом азота в молекуле аммиака окружен четырьмя электронными парами: тремя связывающими и одной неподеленной. Чтобы разместить эти четыре пары с минимальным взаимным отталкиванием, атомные орбитали азота подвергаются $sp^3$-гибридизации. Четыре гибридные $sp^3$-орбитали располагаются в пространстве, будучи направленными к вершинам тетраэдра.

4. Полярность связей. Азот является более электроотрицательным элементом (электроотрицательность по Полингу ≈3.04), чем водород (≈2.20). Поэтому общие электронные пары в связях $N-H$ смещены в сторону атома азота. Это приводит к тому, что связи $N-H$ являются полярными ковалентными. На атоме азота возникает частичный отрицательный заряд ($δ^-$), а на атомах водорода – частичные положительные заряды ($δ^+$).

Пространственное строение

Геометрия молекулы определяется взаимным расположением атомных ядер. Согласно теории отталкивания электронных пар валентной оболочки (метод Гиллеспи), электронные пары (и связывающие, и неподеленные) располагаются в пространстве так, чтобы находиться как можно дальше друг от друга. Для четырех электронных пар идеальной является тетраэдрическая геометрия.

Однако неподеленная электронная пара занимает больший объем и отталкивает связывающие пары сильнее, чем связывающие пары отталкиваются друг от друга. Вследствие этого влияния неподеленной пары, три связи $N-H$ сближаются. Валентный угол $H-N-H$ в молекуле аммиака составляет не $109.5°$, как в идеальном тетраэдре (например, в метане $CH_4$), а примерно $107.8°$.

Поскольку геометрия молекулы описывается положением атомов, а не электронных пар, молекула аммиака имеет форму тригональной (треугольной) пирамиды. Атом азота находится в вершине пирамиды, а три атома водорода лежат в ее основании.

Из-за асимметричного пирамидального строения и полярности связей $N-H$ дипольные моменты отдельных связей не компенсируют друг друга. В результате молекула аммиака в целом является полярной и обладает значительным дипольным моментом.

Ответ:

Молекула аммиака ($NH_3$) имеет следующее строение:

• Электронное строение: три полярные ковалентные связи $N-H$. Атом азота находится в состоянии $sp^3$-гибридизации, имеет три связывающие электронные пары и одну неподеленную электронную пару.
• Пространственное строение: форма тригональной пирамиды. Атом азота расположен в вершине пирамиды, атомы водорода — в основании. Валентный угол $H-N-H$ составляет около $107.8°$. Молекула является полярной.

2. Перечислите области применения аммиака. Какие свойства аммиака лежат в основе его применения в медицине, холодильных установках?

Области применения аммиака

Аммиак ($NH_3$) — одно из важнейших соединений в химической промышленности, которое находит применение в множестве отраслей. Основные области его использования включают:

• Производство азотных удобрений: большая часть производимого в мире аммиака идет на синтез минеральных удобрений, таких как нитрат аммония ($NH_4NO_3$), сульфат аммония ($(NH_4)_2SO_4$) и мочевина (карбамид) ($CO(NH_2)_2$).
• Производство азотной кислоты ($HNO_3$): аммиак служит сырьем для каталитического окисления в процессе Оствальда, в результате которого получают азотную кислоту, необходимую для производства тех же удобрений, а также взрывчатых веществ и полиамидов.
• Холодильная техника: жидкий аммиак используется как высокоэффективный хладагент (маркируется как R717) в крупных промышленных холодильных и морозильных установках.
• Медицина: 10%-й водный раствор аммиака, известный как нашатырный спирт, используется для стимуляции дыхания при обмороках, а также наружно в качестве антисептического и раздражающего средства.
• Производство полимеров: аммиак необходим в синтезе капролактама, который является мономером для производства полиамидных волокон, таких как капрон и нейлон.
• Производство соды: в аммиачном методе производства соды (метод Сольве) аммиак используется для насыщения раствора хлорида натрия, что приводит к осаждению гидрокарбоната натрия.
• Легкая промышленность: применяется при очистке и крашении тканей (хлопка, шерсти, шелка).
• Бытовая химия: водные растворы аммиака входят в состав многих чистящих средств, особенно для мытья стекол и зеркал, благодаря своей способности растворять жиры.

Ответ: Ключевые области применения аммиака — это производство азотных удобрений и азотной кислоты, использование в качестве хладагента в промышленных холодильных установках, применение в медицине в виде нашатырного спирта, а также в производстве соды, полимеров, взрывчатых веществ и чистящих средств.

Свойства аммиака, лежащие в основе его применения в медицине

Применение аммиака в медицине (в виде нашатырного спирта) для выведения человека из обморочного состояния основано на его резком, характерном запахе и физиологическом действии на организм. При вдыхании паров аммиака происходит сильное раздражение рецепторов слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Этот сигнал по нервным волокнам передается в мозг и рефлекторно возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. В результате у человека учащается дыхание и повышается артериальное давление, что способствует восстановлению сознания.

Ответ: В основе применения аммиака в медицине лежит его физиологическое свойство: способность своим резким запахом раздражать нервные окончания дыхательных путей, что рефлекторно стимулирует центры дыхания и кровообращения в головном мозге.

Свойства аммиака, лежащие в основе его применения в холодильных установках

Использование аммиака в качестве хладагента обусловлено его физическими и термодинамическими свойствами. Работа холодильной установки основана на цикле фазовых переходов рабочего вещества. Аммиак идеально подходит для этой роли благодаря двум ключевым характеристикам:

1. Высокая удельная теплота парообразования: при испарении (кипении) жидкий аммиак поглощает большое количество теплоты из окружающей среды ($1370$ кДж/кг). Этот процесс происходит в испарителе холодильной установки, что и обеспечивает охлаждение.
2. Низкая температура кипения: при атмосферном давлении аммиак кипит при температуре $-33,4$°C, что позволяет поддерживать низкие температуры в холодильных камерах.

В цикле холодильной машины жидкий аммиак испаряется, отбирая тепло, затем газообразный аммиак сжимается компрессором и поступает в конденсатор, где снова переходит в жидкое состояние, отдавая тепло во внешнюю среду.

Ответ: В основе применения аммиака в холодильных установках лежат его термодинамические свойства: высокая удельная теплота парообразования, обеспечивающая эффективное поглощение тепла, и низкая температура кипения, позволяющая достигать отрицательных температур.

3. Какую химическую связь называют водородной? В чём особенности водородной связи? Что можно сказать о прочности водородных связей по сравнению с ковалентными и ионными? Какое значение имеет водородная связь в химии и биологии?

Какую химическую связь называют водородной?
Водородной связью называют вид химической связи, представляющий собой электростатическое притяжение между положительно поляризованным атомом водорода ($H^{δ+}$) одной молекулы (или части одной и той же молекулы) и отрицательно поляризованным атомом с высокой электроотрицательностью ($F^{δ-}$, $O^{δ-}$, $N^{δ-}$) другой молекулы (или другой части той же молекулы). Атом водорода должен быть ковалентно связан с другим электроотрицательным атомом. В результате этой ковалентной связи электронная плотность смещается от водорода, и он приобретает частичный положительный заряд ($δ+$), что позволяет ему притягиваться к неподеленной электронной паре другого электроотрицательного атома. Схематически водородную связь можно изобразить так: $A^{δ-}—H^{δ+} \cdot \cdot \cdot B^{δ-}$, где $A$ и $B$ – это сильно электроотрицательные атомы (чаще всего $F, O, N$), сплошная линия – ковалентная полярная связь, а пунктирная – водородная связь.
Ответ: Водородная связь — это электростатическое притяжение между атомом водорода, ковалентно связанным с сильно электроотрицательным атомом, и другим электроотрицательным атомом.

В чём особенности водородной связи?
Водородная связь имеет несколько ключевых особенностей, отличающих её от других типов межмолекулярных взаимодействий:
1. Направленность. Водородная связь имеет определённую направленность в пространстве. Максимальная прочность достигается, когда донорный атом (с которым ковалентно связан водород), атом водорода и акцепторный атом (к которому притягивается водород) лежат на одной прямой.
2. Насыщаемость. Атомы могут образовывать ограниченное число водородных связей. Например, в молекуле воды атом кислорода может участвовать в образовании четырёх водородных связей: две как донор (через свои атомы водорода) и две как акцептор (через свои неподеленные электронные пары).
3. Специфичность. Для образования связи необходимы特定条件: наличие донора (атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом) и акцептора (электроотрицательный атом с неподеленной электронной парой).
4. Кооперативность. Образование одной водородной связи в системе может способствовать усилению и образованию соседних водородных связей.
Ответ: Особенности водородной связи — это её направленность, насыщаемость, специфичность и кооперативный характер.

Что можно сказать о прочности водородных связей по сравнению с ковалентными и ионными?
Водородная связь значительно слабее внутримолекулярных связей, таких как ковалентная и ионная. Энергия водородной связи обычно составляет 10–40 кДж/моль. Для сравнения, энергия ковалентных связей находится в диапазоне 150–1100 кДж/моль, а энергия ионных связей – 400–4000 кДж/моль. Таким образом, водородная связь примерно в 10–20 раз слабее обычной ковалентной связи. Несмотря на свою относительную слабость по сравнению с ковалентными и ионными связями, водородная связь является самым прочным типом межмолекулярного взаимодействия (сильнее, чем ван-дер-ваальсовы силы).
Ответ: Водородные связи значительно слабее ковалентных и ионных связей (примерно в 10-20 раз), но являются самым сильным типом межмолекулярных взаимодействий.

Какое значение имеет водородная связь в химии и биологии?
Водородные связи играют фундаментальную роль как в химии, так и в биологии.
В химии:
- Они объясняют аномально высокие температуры кипения и плавления таких веществ, как вода ($H_2O$), аммиак ($NH_3$) и фтороводород ($HF$), по сравнению с другими гидридами элементов тех же групп.
- Определяют растворимость многих веществ в воде. Вещества, способные образовывать водородные связи с водой (например, спирты, сахара), хорошо в ней растворяются.
- Формируют структуру многих жидких и твёрдых веществ. Например, уникальная кристаллическая структура льда, из-за которой его плотность меньше плотности жидкой воды, обусловлена упорядоченной сеткой водородных связей.
В биологии:
- Являются основой структуры двойной спирали ДНК, соединяя комплементарные азотистые основания (аденин с тимином, гуанин с цитозином). Относительная слабость этих связей позволяет спирали расплетаться для процессов репликации и транскрипции.
- Определяют вторичную (α-спирали, β-листы) и третичную структуру белков, что критически важно для их биологической функции, например, для работы ферментов.
- Обуславливают уникальные свойства воды, которые делают её идеальной средой для жизни: высокая теплоёмкость, высокая теплота испарения, роль универсального растворителя.
Ответ: В химии водородные связи определяют физические свойства веществ (температуры кипения, растворимость) и структуру (лёд). В биологии они стабилизируют структуру ДНК и белков, обеспечивая их функционирование, и обусловливают жизненно важные свойства воды.

4. Приведите примеры веществ, между молекулами которых образуются водородные связи. Как это отражается на физических свойствах этих веществ?

Водородная связь — это вид межмолекулярного или внутримолекулярного взаимодействия, которое образуется между атомом водорода ($H$), ковалентно связанным с сильно электроотрицательным атомом (чаще всего фтором $F$, кислородом $O$ или азотом $N$), и неподеленной электронной парой другого электроотрицательного атома в соседней молекуле. Атом водорода, несущий частичный положительный заряд ($ \delta^+ $), притягивается к электроотрицательному атому ($ \delta^- $) соседней молекулы.

Приведите примеры веществ, между молекулами которых образуются водородные связи

Водородные связи образуются между молекулами таких веществ, как вода ($ H_2O $), аммиак ($ NH_3 $), плавиковая кислота ($ HF $). Также они характерны для органических соединений, содержащих функциональные группы с атомами кислорода или азота: спирты (например, этанол $ C_2H_5OH $), карбоновые кислоты (например, уксусная кислота $ CH_3COOH $), амины. Водородные связи играют ключевую роль в структуре важнейших биополимеров — белков (определяют вторичную структуру) и нуклеиновых кислот (удерживают цепи ДНК).

Как это отражается на физических свойствах этих веществ?

Наличие водородных связей, которые значительно прочнее обычных межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил, приводит к появлению у веществ ряда аномальных физических свойств. Во-первых, это аномально высокие температуры кипения и плавления. Для того чтобы вещество перешло в газообразное состояние, необходимо затратить дополнительную энергию на разрыв водородных связей. Яркий пример — вода ($ H_2O $) с температурой кипения 100°C, в то время как аналог из той же группы, сероводород ($ H_2S $), имеющий большую молярную массу, кипит при -60°C. Во-вторых, это хорошая растворимость. Вещества, способные образовывать водородные связи, как правило, хорошо растворяются в полярных растворителях, которые также могут их образовывать (принцип «подобное растворяется в подобном»). Так, спирты и сахара хорошо растворяются в воде. В-третьих, это повышенная вязкость и высокое поверхностное натяжение. Сильное притяжение между молекулами затрудняет их взаимное перемещение, что и обуславливает высокую вязкость (например, у глицерина) и поверхностное натяжение (у воды). Наконец, самая известная аномалия, связанная с водородными связями, — это плотность воды. В твёрдом состоянии (в виде льда) молекулы воды образуют упорядоченную кристаллическую решётку, в которой расстояние между молекулами больше, чем в жидкой воде. Из-за этой «рыхлой» структуры плотность льда оказывается меньше плотности жидкой воды, поэтому лёд плавает.

Ответ: Примерами веществ, между молекулами которых существуют водородные связи, являются вода ($ H_2O $), аммиак ($ NH_3 $), спирты, карбоновые кислоты, а также белки и ДНК. Наличие водородных связей обуславливает их аномально высокие температуры кипения и плавления, хорошую растворимость в полярных растворителях (как вода), повышенную вязкость, высокое поверхностное натяжение и, в случае воды, меньшую плотность в твердом состоянии (лёд) по сравнению с жидким.

5. На примере образования катиона аммония из молекулы аммиака объясните принцип образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму. Является ли связь, образованная по донорно-акцепторному механизму, особым типом химической связи? Объясните почему.

Решение

Ковалентная связь, образованная по донорно-акцепторному механизму, возникает, когда один из взаимодействующих атомов (или ионов), называемый донором, предоставляет свою неподеленную электронную пару, а другой атом (или ион), называемый акцептором, предоставляет для этой пары свободную (вакантную) атомную орбиталь.

Рассмотрим этот принцип на примере образования катиона аммония ($NH_4^+$) из молекулы аммиака ($NH_3$) и катиона водорода ($H^+$).

1. В молекуле аммиака ($NH_3$) центральный атом азота ($N$) имеет на внешнем электронном слое 5 электронов. Три из них он использует для образования трех одинарных ковалентных связей с тремя атомами водорода ($H$). Оставшиеся два электрона составляют неподеленную (свободную) электронную пару. Благодаря наличию этой пары молекула аммиака может выступать в роли донора.

2. Катион водорода ($H^+$), или протон, образуется, когда атом водорода теряет свой единственный электрон. В результате у него остается свободная 1s-орбиталь. Это позволяет катиону водорода выступать в роли акцептора электронной пары.

3. При взаимодействии аммиака с катионом водорода неподеленная электронная пара атома азота образует общую электронную пару с катионом водорода, занимая его вакантную орбиталь. В результате образуется четвертая ковалентная связь N–H и формируется катион аммония $NH_4^+$.

Схематически этот процесс можно записать так:

$H_3N: + H^+ \rightarrow [H_3N \rightarrow H]^+ \text{ или } [NH_4]^+$

Связь, образованная по донорно-акцепторному механизму, не является особым типом химической связи. Это лишь один из способов образования стандартной ковалентной связи. После ее образования она становится абсолютно неотличимой от ковалентных связей, образованных по обменному механизму (когда каждый из атомов предоставляет по одному электрону). Например, в катионе аммония ($NH_4^+$) все четыре связи N–H являются полностью равноценными: они имеют одинаковую длину (0.1012 нм), одинаковую энергию разрыва и одинаковое распределение электронной плотности. Экспериментально невозможно определить, какая из связей была образована по донорно-акцепторному механизму. Разница заключается только в процессе (механизме) их формирования, но не в итоговых свойствах.

Ответ: Принцип образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму заключается в том, что частица-донор (в данном примере молекула $NH_3$ с неподеленной электронной парой у атома азота) предоставляет электронную пару, а частица-акцептор (катион $H^+$ с вакантной орбиталью) принимает эту пару, в результате чего образуется общая ковалентная связь. Связь, образованная таким способом, не является особым типом химической связи, так как по своим свойствам (длина, энергия) она не отличается от ковалентных связей, образованных по обменному механизму. Различие существует только в механизме их возникновения.