Энергия ионизации. Степень ионности связи | Задачи 228 — 231

Определение степени ионности связей, направления смещения электронной пары в молекуле вещества

 

Задача 228. 

Энергия ионизации атомов фтора и хлора составляет соответственно 17,4 и 13,0 эВ, а энергия сродства к электрону 3,45 и 3,61 эВ. для какого из этих элементов более характерно образование ионных соединений? Указать знак заряда ионов галогенов в этих соединениях. 
Решение:
Энергия ионизации – это энергия, которую необходимо затратить для удаления электрона из изолированного, свободного атома, находящегося в основном состоянии, на бесконечно большое расстояние. 

Сродство к электрону – это энергия, которая выделяется в результате присоединения электрона электроотрицательным атомом и превращения его в анион.

Таким образом, фтор, обладая большей энергией ионизации, чем хлор, способен сильнее удерживать неспаренный электрон, т.е. проявляет в большей степени неметаллические свойства. Фтор обладает самой высокой электроотрицательностью из всех химических элементов, поэтому обладает более выраженной способностью к образованию ионных соединений, чем хлор.

Обладая меньшей энергией сродства к электрону фтор в большей степени, чем хлор, способен образовывать ионы. 

Электронная конфигурация валентного энергетического уровня атомов фтора и хлора может быть представлена формулой  ns2np5, т.е на внешнем валентном слое их атомы содержат по семь электронов и, присоединяя недостающий восьмой электрон, превращаются в однозарядные анионы F  и  Cl, которые имеют устойчивую электронную конфигурацию благородного газа аргона. 

Таким образом, для фтора более характерно образование ионных соединений, чем для хлора. Фтор и хлор образуют ионы знак заряда, которых -1.


Задача 229. 
Указать тип химической связи в молекулах Н2, С12, НСI. Привести схему перекрывания электронных облаков.
Решение:
В молекулах Н2 и Cl2 наблюдается ковалентная неполярная связь, а в HCl – ковалентная полярная.
Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами от двух разных атомов, причём электроны с противоположно направленными спинами. Эта электронная пара принадлежит одновременно двум атомам. Комбинации таких двухэлектронных двухцентровых связей, отражающие электронную структуру молекулы, получили название валентных схем. Например: 

Схемы перекрывания электронных облаков имеют вид:

а) Для Н2 .

Общая электронная пара расположена на одинаковом расстоянии от центров обоих атомов водорода – связь ковалентная неполярная.

б) Для Cl2    

Общая электронная пара расположена на одинаковом расстоянии от центров обоих атомов хлора – связь ковалентная неполярная

в) Для HCl  

Общая электронная пара атомов водорода и хлора смещена в сторону более электроотрицательного атома хлора – связь ковалентная полярная. 

Во всех случаях перекрывание атомных орбиталей происходит на межъядерной оси, т.е. образуются -связи (сигма-связь). 

В молекулах Н2 и Cl2 электронная пара расположена на одинаковом расстоянии от атомных ядер, потому что электроотрицательность атомов в молекулах простых веществ Н2 и Cl2 одинаковая, связь ковалентная неполярная. В молекуле HCl электронная пара смещена в сторону более электроотрицательного атома Cl (электроотрицательность Cl равна 2,9, а Н – 2,16), связь ковалентная полярная, образующаяся между разными атомами.


Задача: 230.
Пользуясь таблицей относительных электроотрицательностей, вычислить их разность для связей К — С1, Са — С1, Fе — С1, Gе — С1. Какая из связей характеризуется наибольшей степенью ионности?
Решение:
По данным таблицы «Относительная электроотрицательность элементов» вычисляем разность электроотрицательностей для связей:

Наибольшей разностью электроотрицательности характеризуется связь K—Cl. Таким образом, связь K—Cl характеризуется наибольшей ионностью, так как она более полярная. Диссоциация по связи K—Cl в водных растворах будет проходить легче, чем во всех других случаях, при этом образуются ионы:

KCl ⇔ K+  +  Cl   


Задача 231. 
Какой характер имеют связи в молекулах NCl3, СS2, JCl5, NF3, OF2, ClF, СО2? Указать для каждой из них направление смещения общей электронной пары.
Решение:
а) При соединении атома азота с тремя атомами хлора образуется молекула NCl3, в которой каждый из трёх атомов хлора связан с атомом азота парой общих электронов (один электрон от атома хлора, другой – от атома азота). Схема молекулы NCl3 имеет вид:

Разность электроотрицательностей связи N—C равна 0,26 ( = 3,16 – 2,9 = 0,26), т. е. имеет незначительное численное значение, значит, связь ковалентная слабополярная (<1). Так как азот более электроотрицательнее (3,16), чем хлор (2,9), то направление смещения общей электронной пары будет в сторону атома азота. Связь слабополярная, характеризуется небольшой степенью ионности.  

б) При соединении атома углерода с двумя атомами серы образуется молекула СS2, в которой каждый из двух атомов серы связан с атомом углерода двумя парами электронов (два электрона от атома серы и два других от атома углерода). Схема строения молекулы СS2 имеет вид: 

Атом углерода имеет на внешнем электронном слое четыре sp3-гибридных электронных облака, которые перекрываются с электронными облаками четырёх p-электронов атомов серы (по два неспаренных электрона от каждого атома серы). Так как атом углерода более электроотрицательней (2,57), чем атом серы (2,5), то направление смещения общей электронной пары будет в сторону атома углерода. Разность электроотрицательностей связи С—S равна 0,07 ( = 2,57 – 2,5 = 0,07). Связь малополярная, характеризуется ничтожно малой степенью ионности ( <1).

в) При соединении атома йода с пятью атомами хлора образуется молекула JCl5, в которой каждый из пяти атомов хлора связан с атомом йода парой общих электронов (один электрон от атома хлора, другой – от йода). Схема строения молекулы JCl5

Разность электроотрицательностей связи J—Cl равна 0,62 (= 2,9 – 2, 28 = 0,62), значит, связь ковалентная полярная, в которой наблюдается смещение электронной пары в сторону более электроотрицательного атома хлора. Связь слабополярная, характеризуется небольшой степенью ионности
(<1).  

г) При соединении атома азота с тремя атомами фтора образуется молекула NF3, в которой каждый из трёх атомов фтора связан с атомом азота парой общих электронов (один электрон от атома фтора, другой – от азота). Электронная схема строения молекулы NF3:

 Разность электроотрицательностей связи N—F равна 1,04 (= 4,2 – 3,16 = 1,04). Связь N—F сильно полярна, т.е. характеризуется большой степенью ионности ( >1). Смещение электронной пары связи N—F будет в сторону более электроотрицательного атома – фтору.

д) При соединении атома кислорода с двумя атомами фтора образуется молекула OF2, в которой каждый из атомов фтора соединён с атомом кислорода парой общих электронов (один от атома фтора, другой – от кислорода). Электронная схема строения молекулы OF2:

Разность электроотрицательностей связи F—O равна 0,6 (= 4,2 – 3,6 = 0,6), т. е. является ковалентной слабополярной, так как  меньше единицы. Смещение электронной пары связи F—O будет в сторону более электроотрицательного атома – фтору.

е) При соединении атома фтора с атомом хлора образуется молекула ClF, в которой атом фтора соединён с атомом хлора электронной парой за счёт одного электрона от атома фтора, другого – от атома хлора. Электронная схема строения молекулы ClF:

Разность электроотрицательностей связи F—Cl равна 1,3 (= 4,2 – 2,9 = 1,3), т. е. имеет большое численное значение, что указывает на большую степень ионности. Связь сильнополярная. Смещение электронной пары связи F—Cl будет в сторону более электроотрицательного атома – фтору.

ж) При соединении атома углерода с двумя атомами кислорода образуется молекула СО2, в которой каждый из двух атомов кислорода связан с атомом углерода двумя парами электронов (два электрона от атома кислорода, другие два – от углерода). Электронная схема строения молекулы СО2

Разность электроотрицательностей связи С—О равна 0,5 = 3,6 – 2,9 = 0,5), т. е. имеет небольшое численное значение, что указывает на слабую степень ионности. Связь слабополярная. Смещение электронной пары связи С—О будет в сторону более электроотрицательного атома – кислороду.


🎬 Видео

Ионная связь. 8 класс.Скачать

Ионная связь. 8 класс.

Урок 228. Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемостьСкачать

Урок 228. Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость

Энергия ионизации (видео 8) | Периодическая таблица| ХимияСкачать

Энергия ионизации (видео 8) | Периодическая таблица|  Химия

Урок 151. Средняя кинетическая энергия молекул многоатомного газаСкачать

Урок 151. Средняя кинетическая энергия молекул многоатомного газа

Урок 228 (осн). ЛР Определение коэффициента ослабления гамма-излучения различными материаламиСкачать

Урок 228 (осн). ЛР Определение коэффициента ослабления гамма-излучения различными материалами

Урок 231. Свойства электрического потенциалаСкачать

Урок 231. Свойства электрического потенциала

Урок 230. Простейшие задачи на электрический потенциалСкачать

Урок 230. Простейшие задачи на электрический потенциал

Степень окисления Бинарные соединенияСкачать

Степень окисления  Бинарные соединения

Урок 70. Энергия связи ядра, удельная энергия связи.Скачать

Урок 70. Энергия связи ядра, удельная энергия связи.

Урок 221 (осн). Задачи на строение ядра и вычисление ядерной энергииСкачать

Урок 221 (осн). Задачи на строение ядра и вычисление ядерной энергии

Ионная связь. Химия 8 классСкачать

Ионная связь. Химия 8 класс

Урок 168. Задачи на вычисление внутренней энергииСкачать

Урок 168. Задачи на вычисление внутренней энергии

Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронно-ионного баланса.Скачать

Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронно-ионного баланса.

Урок 233. Задачи на электрический потенциал - 1Скачать

Урок 233. Задачи на электрический потенциал - 1

Урок 127. Задачи на закон сохранения энергии (ч.2)Скачать

Урок 127. Задачи на закон сохранения энергии (ч.2)

Урок 86 (осн). Энергия. Превращения энергииСкачать

Урок 86 (осн). Энергия.  Превращения энергии

Урок 225 (осн). Поглощенная и эквивалентная доза излучения. Счетчик ГейгераСкачать

Урок 225 (осн). Поглощенная и эквивалентная доза излучения. Счетчик Гейгера

Урок 232. Электрон-вольт. Потенциал поля точечного зарядаСкачать

Урок 232. Электрон-вольт. Потенциал поля точечного заряда

Электроотрицательность и химическая связь (видео 25) | Химические связи и структура молекул | ХимияСкачать

Электроотрицательность и химическая связь (видео 25) | Химические связи и структура молекул | Химия

Как быстро определить количество электронов в ОВР? #химия #егэ #егэ2023 #огэ #shorts #оврСкачать

Как быстро определить количество электронов в ОВР? #химия #егэ #егэ2023 #огэ #shorts #овр
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии