Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6.E: Вправи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17874

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Q6.1

    Елемент берилій має атомний номер чотири. Раціоналізувати наступні спостереження з точки зору теорії валентних зв'язків молекулярної структури.

    1. \(Be_2\)не існує, крім як слабо пов'язаної молекули ван дер Ваальса.
    2. \(Be\)може проявляти валентність двох в поєднанні з галогеном, наприклад, BeF 2.
    3. \(BeF_2\)може пройти подальшу реакцію з надлишком F - іонів, щоб дати\[BeF_2 + 2F^- \rightarrow BeF_4^{-2}\] Крім пояснення того, чому відбувається ця реакція, передбачити геометричну форму\(BeF_4^{-2}\) іона.

    Q6.2

    1. Використовуйте теорію валентних зв'язків для прогнозування молекулярної формули та геометричної структури найбільш стійкого електрично нейтрального гідриду фосфору.
    2. Гідрид фосфору може реагувати з HI, утворюючи іонний кристал, який містить I - іон. Поясніть, чому може відбуватися така реакція, і наведемо формулу і геометричну структуру позитивного іона, який містить фосфор і водень.

    Q6.3

    Атомний номер кремнію дорівнює чотирнадцяти. Що таке електронна структура Si в його наземному стані? Прогнозувати молекулярну формулу та геометричну форму найбільш стійкої кремній-водневої сполуки за допомогою теорії валентних зв'язків.

    Q6.4

    Елемент ванадій (Z = 23) утворює з'єднання VCl 4. Чи буде промінь молекул VCl 4 відхилений у неоднорідному магнітному полі? Поясніть міркування, що стоять за вашою відповіддю 5. Молекула СН 2 може існувати в двох різних формах. В одному випадку всі електрони парні і молекула не володіє магнітним моментом. У другій формі молекула проявляє магнетизм, який може бути показано, що виникає внаслідок наявності двох непарних електронів. Одна з форм СН 2 - лінійна. Використовуйте теорію валентних зв'язків для опису електронних структур та геометрій обох форм CH 2. Хто з двох матиме нижчу електронну енергію?

    Q6.6

    1. Запишіть структури Льюїса (структури, в яких кожна електронно-парна зв'язок позначається лінією, що з'єднує ядра і точки використовуються для позначення нерозділених електронів в оболонці валентності) для H 2 O, CH 4, CO 2, HF, NH 4 +, Н 2 О 2.
    2. Дайте обговорення зв'язку молекул, перерахованих в частині (а) з точки зору теорії валентних зв'язків. Позначте використання гібридних орбіталів стрілками та міткою щодо того, чи є вони гібридами sp, sp 2 або sp 3. Ви повинні передбачити, що H 2 O і H 2 O 2 є зігнутими молекулами, що CH 4 і NH 4 + є чотиригранними і що СО 2 лінійний.

    Q6.7

    Іноді можна написати ряд рівнозначних структур Льюїса для одного виду. Наприклад, склеювання в NO 3 - іон може бути описано:

    Кожен атом в цих структурах оточений чотирма парами електронів, перше кардинальне правило в написанні структури Льюїса. В середньому один електрон пари в кожному зв'язку належить одному атому. Оскільки існує лише чотири зв'язки до N і немає нерозділених валентних пар, N в середньому має лише чотири валентні електрони в цих трьох структурах. Атом N спочатку володів п'ятьма електронами, а знак плюс ставиться на N, щоб позначити, що він має в середньому на один електрон менше в NO 3 - іон. Два однозв'язкових кисню мають в середньому сім електронів у кожній структурі, на один більше, ніж нейтральний атом кисню. Це позначається знаком мінус. Подвійно-зв'язковий О має в середньому шість електронів. Зверніть увагу, що сума цих формальних зарядів мінус одиниця, правильний заряд для NO 3 - іон.

    Структура NO 3 - іона насправді плоска і симетрична, всі зв'язки NO мають однакову довжину. Це може бути зазначено в єдиній структурі Льюїса, вказавши, що кінцева пара електронів у зв'язку p між N і одним O фактично поширюється на всі три NO зв'язки одночасно:

    Коли одна або кілька пар електронів делокалізовані над більш ніж двома атомами, метод Льюїса або метод валентних зв'язків запису валентних структур з зв'язками між парами атомів стикається з труднощами. Компромісна структура вище правильно вказує на те, що кожна NO зв'язок в NO 3 - міцніша і коротша, ніж одинарна зв'язок NO, але не така сильна, як подвійний зв'язок N = O.

    1. Використовуйте теорію валентних зв'язків для обліку зв'язку та планарної структури NO 3 - іона.
    2. Напишіть структури Льюїса та відповідні структури валентних зв'язків для іонів CO 3 -2 та SO 2. Чи є повні подвійні зв'язки S = O або C = O в будь-якій з цих молекул?

    Q6.8

    Намалюйте структури валентних зв'язків для бензолу, С 6 Н 6. Ця молекула має плоску гексагональну геометрію:

    Чи є в молекулі бензолу делокалізовані електронні пари?

    Q6.9

    Молекула чадного газу утворює стійкі комплекси з багатьма елементами перехідних металів. Прикладами є (з першого перехідного металевого ряду)

    Cr (СО) 6, (СО) 5 Мн (СО) 5, Fe (СО) 5, Ni (СО) 4

    У кожному випадку зв'язок утворюється між металом і нерозділеної парою електронів на вуглецевому кінці чадного газу. Атом металу в цих комплексах явно порушує правило октета, але чи можна раціоналізувати електронні структури для комплексів чадного газу на основі розширеної валентної оболонки для металу?