ГДЗ по химии, 8 класс, Габриелян, номер 35.1: Ковалентная химическая связь

План решения:

• Сформулировать определение ковалентной связи и описать механизм её образования через обобщение электронных пар.
• Разобрать алгоритм определения количества неспаренных электронов на внешнем уровне атома.
• Показать правила записи электронных формул внешнего уровня с использованием орбиталей.

Вычисление и объяснение:

Ковалентная связь — это тип химической связи, который возникает между атомами за счёт обобщения электронных пар . Механизм образования основан на том, что каждый из взаимодействующих атомов предоставляет по одному неспаренному электрону. Эти два электрона с противоположными спинами образуют общую электронную пару, которая принадлежит обоим атомам одновременно. Эта пара притягивается к ядрам обоих атомов, тем самым удерживая их вместе. Связь может быть образована как одинаковыми (неполярная), так и разными (полярная) атомами.

Чтобы определить количество неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне, необходимо рассмотреть электронную конфигурацию атома. Неспаренными называются электроны, которые занимают орбиталь в одиночку, то есть на данной орбитали находится только один электрон. Количество таких электронов напрямую определяет валентность элемента в соединениях с ковалентной связью. Например, у атома водорода (H) на внешнем уровне 1s¹ находится один неспаренный электрон, поэтому его валентность равна I. У атома кислорода (O) на внешнем уровне 2s²2p⁴ распределение электронов по орбиталям выглядит так: одна s-орбиталь заполнена полностью (пара), а из трёх p-орбиталей две заняты парами, а одна — одним электроном? Нет, согласно правилу Хунда, электроны сначала занимают свободные орбитали по одному. Для 2p⁴: три орбитали получают по одному электрону, четвёртый электрон спаривается с первым. Итого: одна пара и два неспаренных электрона. Следовательно, валентность кислорода равна II.

Электронные формулы внешнего уровня записываются с помощью схематического изображения орбиталей (квадратиков или кружков) и стрелок, обозначающих электроны со спином вверх (↑) или вниз (↓). На одной орбитали может находиться максимум два электрона с противоположными спинами. Например, для атома азота (N, внешний уровень 2s²2p³): на 2s-орбитали рисуем две стрелки ↑↓, а на трёх 2p-орбиталях рисуем по одной стрелке ↑, ↑, ↑. Это наглядно показывает наличие трёх неспаренных электронов.

Проверка:

Определение ковалентной связи корректно отражает суть процесса обобщения электронов. Алгоритм подсчёта неспаренных электронов согласуется с правилами заполнения орбиталей (принцип Паули, правило Хунда). Примеры с водородом, кислородом и азотом подтверждают правильность метода: количество неспаренных электронов совпадает с известными валентностями этих элементов в простых ковалентных молекулах (H₂, O₂, NH₃).