Решение. Прежде всего определим форму рассматриваемых молекул

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Прежде всего определим форму рассматриваемых молекул. Запишем электронные конфигурации атомов N, P, H, F.

Центральными атомами в молекулах являются N и P. Запишем схемы распределения электронов для этих атомов:

Общее число орбиталей каждого из этих атомов, участвующих в
образовании связей, N

= 4. В обоих случаях происходит
sp³ -гибридизация, а форма молекул – пирамидальная, с четырьмя вершинами.

Проанализируем теперь электронное строение атомов-заместителей:

Очевидно, что эти атомы способны образовывать по одной s-связи с центральным атомом. Кроме того, атом F может участвовать и в образовании донорно-акцепторной связи.

Рассматриваемые атомы резко отличаются по электроотрицательностям. Так как ЭО

= 3, 0 > ЭО

= 2, 1, то дипольный момент связей в молекуле NH

направлен к менее электроотрицательным атомам H. Следовательно, эта молекула обладает значительным дипольным моментом.

В молекуле NF

дело обстоит иначе. Так как ЭО

= 4, 0 > ЭО

= 3, 0, то дипольные моменты связей направлены от F к N. В этом случае векторная сумма, т.е. дипольный момент молекулы, намного меньше, чем у NH

Сопоставим теперь валентные углы в молекулах NH

и PH

. Как видно из вышеприведенной таблицы, валентный угол HPH приближается к прямому. Этот факт можно обьяснить уменьшением гибридизации, поскольку 3 s - и 3 p -орбитали имеют бó льшие размеры в сравнении с 2 s - и 2 p -орбиталями. Об этом говорят и величины межъядерных расстояний в молекулах.

Валентный угол в молекуле PF

больше, чем в PH

, что можно объяснить донорно-акцепторным взаимодействием d -орбиталей атома фосфора с неподеленными электронными парами атомов фтора (p-связывание). В результате этого связи P–F делокализуются, и валентный угол приближается к тетраэдрическому. При этом неподеленная электронная пара в PF

в результате p-связывания уже не вносит свой вклад в векторную сумму и величина дипольного момента молекулы увеличивается в сравнении с NF

. Поэтому дипольный момент молекулы PF

велик. При наличии прямоугольной ориентации дипольных моментов связей в молекуле PH

дипольный момент молекулы мал в сравнении с PF

. Неподеленная s -электронная пара молекулы PH

в силу симметрии s -орбитали не оказывает влияния на дипольный момент молекулы.

131 Допуская, что каждый атом вносит постоянный вклад в межатомное расстояние, вычислите его для молекул HF, HCl, HBr и HI, если d _F_–_F = 0, 142; d _Cl_–_Cl = 0, 199; d _Br_–_Br = 0, 228; d _I_–_I = 0, 267 и d _H_–_H = 0, 074 нм.

132 Почему для атома серы характерны четные валентности, а для атома хлора – нечетные? Ответ мотивируйте, построив электронные структуры внешних оболочек этих атомов.

133–134 Энергии ионизации при последовательном отрыве электронов от атома равны соответственно:

Постройте график зависимости энергии ионизации от номера отрываемого электрона. Объясните ход кривой на графике и укажите границу между валентными и внутренними электронами. На основании электронных конфигураций определите высшие и низшие степени окисления атомов.

135–137 Составьте электронные формулы атомов:

На основании электронных структур внешних оболочек этих атомов определите валентность по обменному и донорно-акцепторному механизму. Рассмотрите возбужденные состояния и определите валентность атомов. У атомов, отмеченных звездочкой, наблюдается проскок электрона.

138–140 Изобразите схемы перекрывания атомных орбиталей при образовании s- и p-связей в молекулах:

141–142 Изобразите схемы перекрывания атомных орбиталей в молекулах: 141) H

O; 142) NH

. Валентные углы в рядах гидридов имеют следующее значение:

141) H₂O – H₂S – H₂Se – H₂Te – 104, 5 – 93 – 91, 5 – 91˚;

142) NH₃ – PH₂ – AsH₃ – SbH₃ – 107, 3 – 93, 3 – 91, 8 – 91, 3˚.

Чем объясняется уменьшение валентных углов? Почему во всех случаях они больше 90°?

143 Валентные углы в молекулах CH₄, NH₃ и H₂O соответственно равны 109, 5˚, 107, 8˚ и 104, 5˚. Изобразите схемы перекрывания орбиталей и объясните причины уменьшения валентного угла в этом ряду.

144 На основании электронных структур атомов Be, B, N и O определите их валентности по обменному и донорно-акцепторному механизмам в основном и возбужденном состояниях. Возможна ли донорная или акцепторная функция для центрального атома в молекулах BCl₃ и NH₃?

145–147 По данным табл. 6.1 постройте график зависимости энергии связи от межъядерного расстояния в рядах молекул. Используя табл. 6.2, постройте график зависимости энергии связи от разности электроотрицательностей атомов. На основании полученных данных сформулируйте выводы.

Межъядерные расстояния d (нм) и энергия связи Е _св. (кДж/моль)

148 Укажите вид химической связи в молекулах Н_2, Cl₂, НCl. Приведите схему перекрывания электронных облаков.

149 Как изменяется прочность связи в ряду HF, HCl, HBr, HJ? Укажите причины этих изменений. Связь в каком из этих соединений наиболее полярная?

150 Дипольные моменты молекул галогеноводородов равны:
m _HF = 1, 91× 10^–29, m _HCl = 1, 03× 10^–29, m _HBr = 0, 79× 10^–29, m _HI = 0, 42× 10^–29 Кл× м. Постройте график зависимости величины дипольного момента от разности электроотрицательностей атомов, входящих в состав молекул (табл. 6.3). Объясните характер этой зависимости.

Относительные электроотрицательности атомов (по Полингу)