Описание с позиций метода валенттных связей (ВС) электронное строение молекул и ионов
Задача 236.
Описать с позиций метода ВС электронное строение молекулы BF3 и иона BF4—.
Решение:
Электронная конфигурация валентного слоя атома бора 1s22s22p1. Электронное строение его валентного слоя в стационарном состоянии может быть представлено следующей графической схемой:
При возбуждении атом бора переходит в состояние 1s22s12p2, а электронное строение его валентного слоя соответствует схеме:
Три неспаренных электрона возбуждённого атома могут участвовать в образовании трёх ковалентных связей по обычному механизму с атомами фтора (1s22s22р5), имеющими по одному неспаренному электрону, с образованием молекулы BF3.
Для образования иона BF4— должен присоединиться один ион (1s22s22р6), все валентные электроны которого спарены. Связь осуществляется по донорно-акцепторному механизму за счёт пары электронов из фторид-иона и одной валентной p-орбитали атома бора.
Задача 237.
Сравнить способы образования ковалентных связей в молекулах CH4, NH3 и в ионе NH4+. Могут ли существовать ионы CH5+ и NH42+?
Решение:
Электронная конфигурация атома углерода 1s22s22р2. Электронное строение его валентных орбиталей в стационарном состоянии может быть представлено следующей схемой:
При возбуждении атом углерода переходит в состояние 1s22s12р3, а электронное строение его валентных орбиталей соответствует схеме:
Четыре неспаренных электрона возбуждённого атома углерода могут участвовать в образовании четырёх ковалентных связей по обычному механизму с атомами водорода (1s1), имеющими по одному неспаренному, с образованием молекулы CH4.
Электронная конфигурация атома азота 1s22s22р3. Электронное строение его валентных орбиталей в стационарном состоянии может быть представлено следующей схемой:
Три неспаренных электрона невозбуждённого атома азота могут участвовать в образовании трёх ковалентных связей по обычному механизму с атомами водорода (1s1), имеющими по одному неспаренному электрону, с образованием молекулы NH3.
Для образования иона NH4+ к молекуле NH3 должен присоединиться один ион H+ (1s0), имеющим одну свободную s-орбиталь. Связь осуществляется по донорно-акцепторному механизму за счёт пары электронов атома азота и одной вакантной s-орбитали атома водорода.
Углерод (1s22s22р2) может образовать соединение CH4, но при этом валентные возможности углерода будут исчерпаны (нет неспаренных электронов, неподелённых пар электронов и валентных орбиталей на валентном энергетическом уровне), ион CH5+ образоваться не может.
Азот (1s22s22р3) может образовать соединение NH3 (за счёт трёх неспаренных 2р-электронов) и ион NH4+ (за счёт донорно-акцепторного механизма между молекулой NH3 и ионом H+), но при этом валентные возможности азота будут исчерпаны (нет неподелённых пар электронов, свободных валентных орбиталей и неспаренных электронов на валентном уровне), ион NH52+ образоваться не может.
Задача 238.
Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании иона BH4—?
Решение:
Электронная конфигурация атома бора 1s22s22р1. Электронное строение его валентного слоя в стационарном состоянии может быть представлено следующей графической схемой:
При возбуждении атом бора переходит в состояние 1s22s12p2, а электронное строение его валентного слоя соответствует схеме:
Три неспаренных электрона возбуждённого атома бора могут участвовать в образовании трёх ковалентных связей по обычному механизму с атомами водорода (1s1), имеющими по одному неспаренному электрону, с образованием молекулы BH3.
Для образования иона BH4— к молекуле BH3 должен присоединиться ион H— (1s2), имеющий на валентном уровне свободную пару электронов. Связь осуществляется по донорно-акцепторному механизму за счёт пары электронов иона и свободной (вакантной) 2р-орбитали.
Задача 239.
Объяснить с позиций метода ВС способность оксидов NО и NО2 образовывать димерные молекулы.
Решение:
На внешнем электронном слое атома азота содержится два спаренных 2s-электрона и три неспаренных 2р-электрона (2s22р3). Атом кислорода на внешнем слое содержит пару 2s-электронов и четыре 2р-электрона, из которых два неспаренных (2s22р4).
а) В молекуле NO связь осуществляется по обычному ковалентному механизму за счёт двух неспаренных электронов атома азота и двух неспаренных электронов атома кислорода, с образованием двух ковалентных связей в молекуле. Электронная схема молекулы NO имеет вид:
Таким образом, в молекуле NO атом азота содержит один неспаренный 2р-электрон. Поэтому между двумя молекулами N2О2 может образоваться ковалентная связь по обычному механизму. Валентная схема молекулы N2О2 имеет вид:
В димере N2О2 атомы азота и имеют восьмиэлектронную устойчивую конфигурацию. Структурная формула имеет вид:
б) В молекуле NO2 атом азота соединён двумя ковалентными связями с одним атомом кислорода, находящимся в невозбуждённом состоянии, связь образуется за счёт двух неспаренных электронов атома азота и двух неспаренных электронов атома кислорода. Второй атом кислорода соединяется с атомом азота по донорно-акцепторному механизму за счёт пары электронов атома азота и свободной валентной 2р-орбитали атома кислорода. Молекула NO2 содержит один неспаренный электрон у атома азота.
Валентная схема молекулы NO2 имеет вид:
Две молекулы NO2 могут соединиться друг с другом, образовав димер N2O4. Связь между двумя молекулами NO2 образуется по обычному ковалентному механизму за счёт неспаренных электронов атомов азота. Валентная схема димера N2O4 имеет вид:
Структурная формула димера N2O2 имеет вид:
Задача 240.
Объяснить с позиций метода ВС возможность образования молекулы С2N2.
Решение:
Электронная конфигурация атома углерода 1s22s22р2. Электронное строение его валентных орбиталей в стационарном состоянии может быть представлено следующей схемой:
При возбуждении атом углерода переходит в состояние 1s22s12р3, а электронное строение его валентных орбиталей соответствует схеме:
Электронная конфигурация атома азота 1s22s22р3. Электронное строение его валентных орбиталей в стационарном состоянии может быть представлено следующей схемой:
Для образования молекулы C2N2 к каждому атому углерода присоединяется по одному атому азота. Связи между атомами углерода и азота образуются за счёт трёх неспаренных электронов углерода и трёх неспаренных электронов азота. Оставшийся неспаренный электрон одного атома углерода образует ковалентную связь по обычному механизму с неспаренным электроном другого атома углерода. Таким образом, в молекуле C2N2 два атома углерода образуют ковалентную связь между собой и по три ковалентные связи с атомом азота по обычному механизму. Валентная схема молекулы C2N2 будет иметь вид:
Структурная формула С2N2 имеет вид:
Таким образом, молекула C2N2 реально существует.
🎦 Видео
Метод валентных связейСкачать
Валентные возможности атома. Метод валентных связей (МВС).Скачать
Метод валентных связейСкачать
ЕГЭ 2020 Химия. Метод валентных связейСкачать
Семинар "Химическая связь. Метод валентных связей"Скачать
Гибридизация атомных орбиталей и геометрия молекул. 10 класс.Скачать
Органическая Химия — ЭТО НУЖНО ВИДЕТЬ! Гибридизация орбиталейСкачать
Цитология. Лекция 45. Метод ионных связей продолжение Метод валентных связейСкачать
Метод молекулярных орбиталей. Часть 1. Основные понятия.Скачать
Метод ВССкачать
Ковалентная связь. Теоретические основы метода валентных связей (химическая связь, часть 2)Скачать
Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки (видео 10) | Химические связиСкачать
Комплексные соединения 6Скачать
Комплексные соединения. 1 часть. 11 класс.Скачать
ВАЛЕНТНОСТЬ. Графические формулы веществ | Химия | TutorOnlineСкачать
Метод Гиллеспи. Метод отталкивания электронных пар валентной оболочки. Геометрия молекулы.Скачать
Неорганическая химия: ТМО и ТВС(Теория молекулярных орбиталей и Теория валентных связей)|КДО КНИТУСкачать
Метод молекулярных орбиталей. Часть 2. Построение энергетических схем.Скачать
Химическая связь в комплексных соединениях (дистант - 17-11-2020)Скачать
Гибридизация - смысл. Разбор 10 молекул:CH4, NH3, H2O, C2H4, BCl3, SO2, SO3, BeCl2, CO2, C2H2.Скачать