енергія іонізації
Завдання 228.
Енергія іонізації атомів фтору і хлору становить відповідно 17,4 і 13,0 еВ, а спорідненість до електрона 3,45 і 3,61 еВ. для якого з цих елементів більш характерне утворення іонних з'єднань? Вказати знак заряду іонів галогенів в цих з'єднаннях.
Рішення:
Енергія іонізації - це енергія, яку необхідно затратити для видалення електрона з ізольованого, вільного атома, що знаходиться в основному стані, на нескінченно велику відстань.
Спорідненість до електрону - це енергія, яка виділяється в результаті приєднання електрона електронегативним атомом і перетворення його в аніон.
Таким чином, фтор, володіючи більшою енергією іонізації, ніж хлор, здатний сильніше утримувати неспарених електронів, тобто проявляє в більшій мірі неметалічні властивості. Фтор має найвищу електронегативні з усіх хімічних елементів, тому має більш виражену здатність до утворення іонних з'єднань, ніж хлор.
Володіючи меншою енергією спорідненості до електрону фтор більшою мірою, ніж хлор, здатний утворювати іони.
Електронна конфігурація валентного енергетичного рівня атомів фтору і хлору може бути представлена формулою ns 2 np 5. тобто на зовнішньому валентном шарі їх атоми містять по сім електронів і, приєднуючи відсутній восьмий електрон, перетворюються в однозарядні аніони F - і Cl -. які мають стійку електронну конфігурацію благородного газу аргону.
Таким чином, для фтору більш характерне утворення іонних з'єднань, ніж для хлору. Фтор і хлор утворюють іони знак заряду, яких -1.
Завдання 229.
Вказати тип хімічного зв'язку в молекулах Н2. С12. НСI. Привести схему перекривання електронних хмар.
Рішення:
У молекулах Н2 і Cl2 спостерігається ковалентний неполярний зв'язок, а в HCl - ковалентний полярна.
Ковалентний хімічний зв'язок утворюється двома електронами від двох різних атомів, причому електрони з протилежно спрямованими спинами. Ця електронна пара належить одночасно двом атомам. Комбінації таких двухелектронних двухцентрових зв'язків, що відображають електронну структуру молекули, отримали назву валентних схем. наприклад:
Схеми перекривання електронних хмар мають вигляд:
Загальна електронна пара розташована на однаковій відстані від центрів обох атомів водню - зв'язок ковалентний неполярний.
Загальна електронна пара розташована на однаковій відстані від центрів обох атомів хлору - зв'язок ковалентний неполярний.
Загальна електронна пара атомів водню і хлору зміщена в бік більш електронегативного атома хлору - зв'язок ковалентний полярна.
У всіх випадках перекривання атомних орбіталей відбувається на меж'ядерних осі, тобто утворюються -Зв'язку (сигма-зв'язок).
У молекулах Н2 і Cl2 електронна пара розташована на однаковій відстані від атомних ядер, тому що електронний торгівельний атомів в молекулах простих речовин Н2 і Cl2 однакова, зв'язок ковалентний неполярний. У молекулі HCl електронна пара зміщена в бік більш електронегативного атома Cl (електронний торгівельний Cl дорівнює 2,9, а Н - 2,16), зв'язок ковалентний полярна, що утворюється між різними атомами.
Завдання: 230.
Користуючись таблицею відносних електроотріцательностей, обчислити їх різницю для зв'язків К - С1, Са - С1, Fе - С1, Gе - С1. Яка з зв'язків характеризується найбільшим ступенем ионности?
Рішення:
За даними таблиці «Відносна електронегативність елементів» обчислюємо різницю електронегативності для зв'язків:
Найбільшою різницею електронегативності характеризується зв'язок K-Cl. Таким чином, зв'язок K-Cl характеризується найбільшою ионности, так як вона більш полярна. Дисоціація по зв'язку K-Cl у водних розчинах буде проходити легше, ніж у всіх інших випадках, при цьому утворюються іони:
Завдання 231.
Який характер мають зв'язки в молекулах NCl3. СS2. JCl5. NF3. OF2. ClF, СО2. Вказати для кожної з них напрямок зміщення загальної електронної пари.
Рішення:
а) При з'єднанні атома азоту з трьома атомами хлору утворюється молекула NCl3. в якій кожен з трьох атомів хлору пов'язаний з атомом азоту парою загальних електронів (один електрон від атома хлору, інший - від атома азоту). Схема молекули NCl3 має вигляд:
Різниця електронегативності зв'язку N-C дорівнює 0,26 (= 3,16 - 2,9 = 0,26), т. Е. Має незначне чисельне значення, значить, зв'язок ковалентний 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 з'єднанні атома вуглецю з двома атомами сірки утворюється молекула СS2. в якій кожен з двох атомів сірки пов'язаний з атомом вуглецю двома парами електронів (два електрона від атома сірки і два інших від атома вуглецю). Схема будови молекули СS2 має вигляд:
Атом вуглецю має на зовнішньому електронному шарі чотири sp 3 -гібрідних електронних хмари, які перекриваються з електронними хмарами чотирьох p-електронів атомів сірки (по два неспарених електрона від кожного атома сірки). Так як атом вуглецю більш електронегативний (2,57), ніж атом сірки (2,5), то напрямок зміщення загальної електронної пари буде в сторону атома вуглецю. Різниця електронегативності зв'язку С-S дорівнює 0,07 (= 2,57 - 2,5 = 0,07). Зв'язок малополярни, характеризується мізерно малим ступенем ионности ( <1).
в) При з'єднанні атома йоду з п'ятьма атомами хлору утворюється молекула JCl5. в якій кожен з п'яти атомів хлору пов'язаний з атомом йоду парою загальних електронів (один електрон від атома хлору, інший - від йоду). Схема будови молекули JCl5.
Різниця електронегативності зв'язку J-Cl дорівнює 0,62 (= 2,9 - 2, 28 = 0,62), отже, зв'язок ковалентний полярна, в якій спостерігається зміщення електронної пари в сторону більш електронегативного атома хлору. Зв'язок слабополярная, характеризується невеликим ступенем ионности
(<1).
г) При з'єднанні атома азоту з трьома атомами фтору утворюється молекула NF3. в якій кожен з трьох атомів фтору пов'язаний з атомом азоту парою загальних електронів (один електрон від атома фтору, інший - від азоту). Електронна схема будови молекули NF3:
Різниця електронегативності зв'язку N-F дорівнює 1,04 (= 4,2 - 3,16 = 1,04). Зв'язок N-F сильно полярна, тобто характеризується великим ступенем ионности (> 1). Зсув електронної пари зв'язку N-F буде в сторону більш електронегативного атома - фтору.
д) При з'єднанні атома кисню з двома атомами фтору утворюється молекула OF2. в якій кожен з атомів фтору з'єднаний з атомом кисню парою загальних електронів (один від атома фтору, інший - від кисню). Електронна схема будови молекули OF2:
Різниця електронегативності зв'язку F-O дорівнює 0,6 (= 4,2 - 3,6 = 0,6), т. Е. Є ковалентним слабополярной, так як менше одиниці. Зсув електронної пари зв'язку F-O буде в сторону більш електронегативного атома - фтору.
е) При з'єднанні атома фтору з атомом хлору утворюється молекула ClF, в якій атом фтору з'єднаний з атомом хлору електронної парою за рахунок одного електрона від атома фтору, іншого - від атома хлору. Електронна схема будови молекули ClF:
Різниця електронегативності зв'язку F-Cl дорівнює 1,3 (= 4,2 - 2,9 = 1,3), т. Е. Має велике чисельне значення, що вказує на великий ступінь ионности. Зв'язок сильнополярная. Зсув електронної пари зв'язку F-Cl буде в сторону більш електронегативного атома - фтору.
ж) При з'єднанні атома вуглецю з двома атомами кисню утворюється молекула СО2. в якій кожен з двох атомів кисню пов'язаний з атомом вуглецю двома парами електронів (два електрона від атома кисню, інші два - від вуглецю). Електронна схема будови молекули СО2.
Різниця електронегативності зв'язку С-О дорівнює 0,5 = 3,6 - 2,9 = 0,5), т. Е. Має невелике числове значення, що вказує на слабку ступінь ионности. Зв'язок слабополярная. Зсув електронної пари зв'язку С-О буде в сторону більш електронегативного атома - кисню.
- Ви тут:
- Головна
- завдання
- Хімія-Глінка
- Фториди. Фтороводород. Завдання 819- 822