Номер 1, страница 93 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Составьте схему образования химической связи в молекуле аммиака.

Решение

Молекула аммиака имеет химическую формулу $NH_3$. Она состоит из одного атома азота (N) и трех атомов водорода (H).

Для составления схемы образования химической связи рассмотрим электронное строение атомов, входящих в состав молекулы.

1. Атом азота (N). Азот находится во 2-м периоде, V группе, главной подгруппе. Порядковый номер – 7. Заряд ядра $+7$. В атоме азота 7 электронов, которые расположены на двух электронных слоях.

• Электронная формула: $_7\text{N}: +7) 2e^-, 5e^-$ или $1s^22s^22p^3$.
• На внешнем электронном слое у атома азота находится 5 валентных электронов. Из них два электрона спаренные (на 2s-подуровне) и три неспаренных (на 2p-подуровне).
• Для завершения внешнего электронного слоя до стабильного октета (8 электронов) атому азота не хватает 3 электронов.
• Электронная схема валентных электронов атома азота (структура Льюиса):
  $ \cdot \underset{\cdot}{\overset{\cdot\cdot}{N}} \cdot $

2. Атом водорода (H). Водород находится в 1-м периоде, I группе, главной подгруппе. Порядковый номер – 1. Заряд ядра $+1$. В атоме водорода 1 электрон, расположенный на первом и единственном электронном слое.

• Электронная формула: $_1\text{H}: +1) 1e^-$ или $1s^1$.
• На внешнем электронном слое у атома водорода находится 1 неспаренный валентный электрон.
• Для завершения внешнего электронного слоя до стабильного дублета (2 электрона, как у гелия) атому водорода не хватает 1 электрона.
• Электронная схема атома водорода: $ \text{H} \cdot $

Механизм образования связи:

Связь между неметаллами – азотом и водородом – образуется по ковалентному механизму за счет образования общих электронных пар. Атом азота предоставляет три своих неспаренных электрона для образования трех связей, а каждый из трех атомов водорода предоставляет по одному своему электрону.

Схема образования связей в молекуле аммиака ($NH_3$):

$ \cdot \underset{\cdot}{\overset{\cdot\cdot}{N}} \cdot \quad + \quad 3 \, \text{H} \cdot \quad \longrightarrow \quad \text{H} : \underset{\Large \text{H}}{\overset{\Large \cdot \cdot}{\text{N}}} : \text{H} $

В результате образуются три общие электронные пары между атомом азота и тремя атомами водорода. Каждая общая пара (обозначена двоеточием) образует одну ковалентную связь. На атоме азота остается одна неподеленная (свободная) электронная пара (обозначена двумя точками над символом N).

Таким образом, в молекуле аммиака образуются три одинарные ковалентные полярные связи (N-H). Полярность связи обусловлена разницей в электроотрицательности азота ($ЭО \approx 3.04$) и водорода ($ЭО \approx 2.20$). Общие электронные пары смещены к более электроотрицательному атому азота, на нем возникает частичный отрицательный заряд ($\delta^-$), а на атомах водорода – частичные положительные заряды ($\delta^+$).

Структурная формула молекулы аммиака, где черточкой обозначается ковалентная связь (пара электронов):
$ \text{H} - \underset{\Large \text{H}}{\overset{\Large |}{\text{N}}} - \text{H} $
Часто также изображают неподеленную электронную пару:
$ \text{H} - \underset{\Large \text{H}}{\overset{\Large \cdot \cdot}{\text{N}}} - \text{H} $

В итоге атом азота имеет завершенный внешний электронный слой — октет (8 электронов: 2 своих неподеленных + $3 \times 2$ общих), а каждый атом водорода — завершенный дублет (2 общих электрона).

Ответ:

Химическая связь в молекуле аммиака ($NH_3$) — ковалентная полярная. Она образуется за счет обобществления трех неспаренных валентных электронов атома азота и по одному валентному электрону от трех атомов водорода. В результате образуются три общие электронные пары (три связи N-H), и у атома азота остается одна неподеленная электронная пара. Схема образования:

$ \cdot \underset{\cdot}{\overset{\cdot\cdot}{N}} \cdot \quad + \quad 3 \, \text{H} \cdot \quad \longrightarrow \quad \text{H} : \underset{\Large \text{H}}{\overset{\Large \cdot \cdot}{\text{N}}} : \text{H} $