Лабораторная работа №12, страница 66, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12

Модель молекулы аммиака

Предварительно составьте структурную формулу аммиака. Из набора для построения шаростержневых моделей молекул возьмите шарики двух цветов. Сконструируйте из шариков модель молекулы аммиака. Обратите внимание на число химических связей между атомами, составляющими этого вещества.

Структурная формула аммиака

Молекулярная формула аммиака — $NH_3$. Для составления структурной формулы необходимо определить валентность каждого атома. Азот (N) находится в 15-й (VА) группе периодической системы, на его внешнем электронном слое 5 электронов. Для достижения стабильной восьмиэлектронной оболочки (октета) азоту не хватает 3 электронов, поэтому он образует 3 ковалентные связи, то есть его валентность в аммиаке равна III. Водород (H) находится в 1-й (IА) группе, имеет 1 электрон и для завершения своей оболочки до дублета ему нужен еще 1 электрон. Поэтому водород всегда образует 1 ковалентную связь, его валентность равна I.

Таким образом, один атом азота соединяется с тремя атомами водорода. При этом у атома азота остается одна неподеленная (свободная) электронная пара, которая не участвует в образовании связей, но влияет на геометрию молекулы. Структурная формула аммиака, отражающая порядок соединения атомов и пространственное строение, выглядит следующим образом:

$ \Large \begin{array}{c} \ .. \\ \ \text{N} \\ / \ | \ \setminus \\ \text{H} \ \text{H} \ \text{H} \end{array} $

Здесь черточками обозначены одинарные ковалентные связи, а двумя точками — неподеленная электронная пара атома азота.

Ответ: Структурная формула аммиака представляет собой атом азота (N) в центре, соединенный одинарными ковалентными связями с тремя атомами водорода (H). У атома азота также имеется одна неподеленная электронная пара.

Построение модели молекулы аммиака

Для конструирования шаростержневой модели молекулы аммиака ($NH_3$) из набора необходимо выполнить следующие действия:

1. Взять шарики двух разных цветов. Один цвет будет обозначать атом азота (N), а другой — атомы водорода (H). Например, возьмем один большой шарик синего цвета для атома азота и три шарика поменьше белого цвета для атомов водорода.

2. Для центрального атома азота нужен шарик, имеющий как минимум 4 отверстия, расположенных тетраэдрически (под углом примерно $109.5^{\circ}$ друг к другу). Это связано с тем, что гибридизация атомных орбиталей азота в аммиаке — $sp^3$.

3. Соединить три шарика водорода (белые) с центральным шариком азота (синим) с помощью трех стержней, которые символизируют химические связи. Четвертое отверстие в шарике азота остается свободным — оно символизирует объем, занимаемый неподеленной электронной парой.

4. Полученная модель будет иметь форму тригональной пирамиды. Атом азота находится в вершине этой пирамиды, а три атома водорода лежат в ее основании, образуя правильный треугольник. Валентный угол H-N-H в реальной молекуле аммиака составляет $107.8^{\circ}$, что немного меньше идеального тетраэдрического угла из-за отталкивающего действия неподеленной электронной пары.

Ответ: Модель молекулы аммиака собирается из одного шарика для атома азота и трех шариков другого цвета для атомов водорода. Три шарика водорода соединяются стержнями с центральным шариком азота, образуя модель в форме тригональной пирамиды.

Число химических связей в молекуле аммиака

В молекуле аммиака ($NH_3$) один центральный атом азота связан с тремя атомами водорода. Каждая связь является результатом обобществления электронной пары между атомом азота и атомом водорода.

Исходя из структурной формулы, можно определить, что между атомом азота и каждым из трех атомов водорода существует по одной химической связи. Таким образом, общее число химических связей в молекуле аммиака равно трем.

Все три связи N-H являются одинарными ковалентными полярными связями. Полярность обусловлена разницей в электроотрицательности азота (≈3.04) и водорода (≈2.20), из-за чего общая электронная пара смещена в сторону более электроотрицательного атома азота.

Ответ: В молекуле аммиака содержится 3 химические связи. Все три связи являются одинарными ковалентными полярными (N-H).