Номер 1, страница 29 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 2. Химические реакции в водных растворах. Параграф 7. Диссоциация кислот, оснований и солей. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 29.

Условие.

1. Что такое ион гидроксония ($H_3O^+$) и как он образуется? Какой вид связи в этом ионе?

Решение.

Решение 2.

Что такое ион гидроксония и как он образуется?

Ион гидроксония — это комплексный катион, образующийся при присоединении протона (иона водорода $H^+$) к молекуле воды ($H_2O$). Его химическая формула — $H_3O^+$. В чистой воде и водных растворах кислот свободные протоны $H^+$ практически не существуют, так как они немедленно взаимодействуют с молекулами воды, образуя ионы гидроксония.

Образование иона гидроксония происходит по донорно-акцепторному механизму. Молекула воды выступает как основание (донор электронов), предоставляя одну из своих неподелённых электронных пар атому водорода (протону), у которого есть вакантная 1s-орбиталь. Протон выступает в роли кислоты (акцептора электронов).

Этот процесс можно описать следующими уравнениями:

1. При диссоциации кислоты (например, соляной кислоты $HCl$) в воде:

$HCl + H_2O \rightarrow H_3O^+ + Cl^-$

2. При автопротолизе (самоионизации) воды, когда одна молекула воды отдает протон другой:

$H_2O + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-$

Ответ: Ион гидроксония ($H_3O^+$) — это гидратированный ион водорода (протон), который образуется, когда молекула воды присоединяет протон по донорно-акцепторному механизму.

Какой вид связи в этом ионе?

В ионе гидроксония $H_3O^+$ все три связи между атомом кислорода и атомами водорода ($O-H$) являются ковалентными полярными.

Особенность заключается в механизме их образования. Две из трех связей $O-H$ уже существуют в исходной молекуле воды и образованы по обменному механизму (каждый атом предоставляет по одному электрону для создания общей электронной пары). Третья связь $O-H$ образуется по донорно-акцепторному механизму: атом кислорода молекулы воды (донор) предоставляет свою электронную пару, а ион водорода $H^+$ (акцептор) — свою свободную орбиталь. Такую связь также называют координационной.

Важно отметить, что после образования иона гидроксония все три связи $O-H$ становятся абсолютно равноценными и неразличимыми.

Ответ: В ионе гидроксония присутствуют ковалентные полярные связи. Одна из них образована по донорно-акцепторному (координационному) механизму.