Номер 1, страница 37, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Каково строение аммиака?

1. Каково строение аммиака?

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

Электронное строение и тип связи. Атом азота, расположенный в 15-й группе периодической системы, имеет 5 валентных электронов. Атом водорода имеет 1 валентный электрон. В молекуле аммиака атом азота образует три ковалентные полярные связи с тремя атомами водорода по обменному механизму. При этом у атома азота остается одна неподеленная (свободная) электронная пара, которая не участвует в образовании связей.

Геометрия молекулы. Наличие у центрального атома азота трех связывающих и одной неподеленной электронной пары определяет геометрию молекулы. Согласно теории отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR), четыре электронные пары располагаются в пространстве, образуя тетраэдр, чтобы минимизировать взаимное отталкивание. Однако форма молекулы определяется положением атомов, а не электронных пар. Поэтому молекула аммиака имеет форму тригональной (треугольной) пирамиды. Атом азота находится в вершине этой пирамиды, а три атома водорода образуют ее основание.

Валентные углы. Неподеленная электронная пара создает более сильное отталкивание, чем связывающие пары. Это приводит к тому, что валентные углы между связями H-N-H "сжимаются" и становятся меньше, чем идеальный тетраэдрический угол ($109.5^\circ$). В молекуле аммиака этот угол составляет приблизительно $107.8^\circ$.

Гибридизация. Для описания такого строения используется концепция гибридизации. Атом азота в молекуле аммиака находится в состоянии $sp^3$-гибридизации. Одна 2s- и три 2p-орбитали атома азота смешиваются, образуя четыре равноценные $sp^3$-гибридные орбитали, направленные к вершинам тетраэдра. Три из них участвуют в образовании $σ$-связей с 1s-орбиталями атомов водорода, а на четвертой гибридной орбитали располагается неподеленная электронная пара.

Полярность молекулы. Азот значительно более электроотрицателен, чем водород, поэтому связи N-H являются полярными. Из-за пирамидального строения молекулы дипольные моменты отдельных связей не уравновешивают друг друга. В результате молекула аммиака в целом является полярной, то есть представляет собой диполь.

Ответ: Молекула аммиака ($NH_3$) имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Атом азота находится в состоянии $sp^3$-гибридизации, связан с тремя атомами водорода ковалентными полярными связями и имеет одну неподеленную электронную пару. Валентный угол H-N-H составляет примерно $107.8^\circ$. Молекула является полярной.