По разделу строение молекулы

Пример 8. Определить возможное количество связей атома элемента свинец (₈₂Pb).

Решение. Способность атома присоединять определенное число других атомов с образованием химической связи называется валентностью. Из всех электронов, составляющих электронную оболочку атома элемента, только определенные электроны способны образовывать химические связи. Такие электроны называются валентными электронами. Количественной мерой валентности (ковалентность) является число неспаренных валентных электронов.

Составим электронную формулу атома элемента свинец ₈₂Pb 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p². Последний электрон заполняет р-подуровень, т.е. элемент свинец относится к р-элементам.

Валентные электроны для p – элементов s и p - электроны внешнего уровня. Для атома элемента свинец электронная формула валентных электронов 6s²6p², которые расположены по электронной схеме:

6 p

s

Из схемы видно, что в основном состоянии количество неспаренных электронов равно 2, т.е. валентность элемента свинец будет равна 2.

Однако, если в пределах одного энергетического уровня имеются свободные орбитали электрон способен подниматься с более низкого (s)энергетического подуровня на более высокий (p) подуровень. Атом из основного состояния переходит в возбужденное состояние.

В возбуждённом состоянии электрон с s – подуровня поднимается на р – подуровень. Электронная формула валентных электронов в возбужденном состоянии 6s¹6p³, которые расположены по электронной схеме:

6 p

s

Количество неспаренных электронов равно 4. Следовательно, в возбужденном состоянии валентность элемента свинец будет равна 4.

Элемент свинец проявляет в соединениях валентность 2 и 4.

Пример 9. Определить геометрическую форму молекулы сероводород.

Решение. Сероводород состоит из элементов водород и сера.

Из таблицы относительной электроотрицательности элементов, электроотрицательность элемента сера равна 2,3, а элемента водород – 2,1. Разность электроотрицательности связи сера – водород равна 2,3–2,1=0,2

Связь между элементами ковалентная. Ковалентная связь характеризуется свойствами: насыщаемость и направленность. При образовании связи принимают участие атомные орбитали различной формы и пространственной направленности.

Элемент сера (S). Электронная формула валентных электронов 3s²3p², которые расположены по электронной схеме:

3 p

s

Количество неспаренных электронов на р-подуровне равно 2, в основном состоянии валентность элемента сера будет равна 2.

Элемент водород (Н). Электронная формула валентных электронов 1s¹, которые расположены по электронной схеме:

1

s

Количество неспаренных электронов на s-подуровне равно 1, в основном состоянии валентность элемента водород будет равна 1.

Из валентности следует, что один атом элемента сера может связать два атома элемента водород. Формула вещества сероводород H₂S. Изобразим атомные орбитали валентных электронов элементов, образующих связь с учетом их максимального перекрывания.

Молекула сероводорода имеет угловую форму.

Пример 10. Указать тип химической связи и определить полярность молекулы сероводород.

Решение. При разности электроотрицательности элементов образующих связь меньше 1,9 связь относится к полярной ковалентной, а при разности электроотрицательности, равной или большей, чем 1,9, связь относится к ионной.

Из таблицы относительной электроотрицательности, электро- отрицательность элемента сера равна 2,3, а элемента водород – 2,1. Разность электроотрицательности для связи сера – водород равна 0,2. Связь сера – водород относится к полярной ковалентной связи.

Из примера 9 установлено, что молекула сероводорода имеет угловую форму. Изобразим вектора дипольных моментов полярных связей.

Суммарный вектор не равен нулю. Молекула сероводорода является полярной молекулой.