Глава 4. Упражнения¶

4.1 Ионная связь¶

Чтобы образовать положительный заряд, катион приобретает протоны или теряет электроны?
Сульфат железа(III), \(\ce{Fe2(SO4)3}\), состоит из ионов \(\ce{Fe^{3+}}\) и \(\ce{SO4^{2-}}\). Объясните, почему образец сульфата железа(III) электронейтрален.
Какие из перечисленных атомов в бинарных ионных соединениях образуют, как ожидается, отрицательные ионы, а какие — положительные: \(\ce{P}\), \(\ce{I}\), \(\ce{Mg}\), \(\ce{Cl}\), \(\ce{In}\), \(\ce{Cs}\), \(\ce{O}\), \(\ce{Pb}\), \(\ce{Co}\)?
Какие из перечисленных атомов в бинарных ионных соединениях образуют, как ожидается, отрицательные ионы, а какие — положительные: \(\ce{Br}\), \(\ce{Ca}\), \(\ce{Na}\), \(\ce{N}\), \(\ce{F}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Sn}\), \(\ce{S}\), \(\ce{Cd}\)?
Предскажите заряд одноатомных ионов, образующихся из следующих атомов в бинарных ионных соединениях: (a) \(\ce{P}\); (b) \(\ce{Mg}\); © \(\ce{Al}\); (d) \(\ce{O}\); (e) \(\ce{Cl}\); (f) \(\ce{Cs}\).
Предскажите заряд одноатомных ионов, образующихся из следующих атомов в бинарных ионных соединениях: (a) \(\ce{I}\); (b) \(\ce{Sr}\); © \(\ce{K}\); (d) \(\ce{N}\); (e) \(\ce{S}\); (f) \(\ce{In}\).
Запишите электронную конфигурацию каждого из следующих ионов: (a) \(\ce{As^{3-}}\); (b) \(\ce{I-}\); © \(\ce{Be^{2+}}\); (d) \(\ce{Cd^{2+}}\); (e) \(\ce{O^{2-}}\); (f) \(\ce{Ga^{3+}}\); (g) \(\ce{Li+}\); (h) \(\ce{N^{3-}}\); (i) \(\ce{Sn^{2+}}\); (j) \(\ce{Co^{2+}}\); (k) \(\ce{Fe^{2+}}\); (l) \(\ce{As^{3+}}\).
Запишите электронную конфигурацию одноатомных ионов, образующихся из следующих элементов (они образуют наибольшие концентрации одноатомных ионов в морской воде): (a) \(\ce{Cl}\); (b) \(\ce{Na}\); © \(\ce{Mg}\); (d) \(\ce{Ca}\); (e) \(\ce{K}\); (f) \(\ce{Br}\); (g) \(\ce{Sr}\); (h) \(\ce{F}\).
Запишите полную электронную конфигурацию каждого из следующих атомов и одноатомного иона, содержащегося в бинарных ионных соединениях этого элемента: (a) \(\ce{Al}\); (b) \(\ce{Br}\); © \(\ce{Sr}\); (d) \(\ce{Li}\); (e) \(\ce{As}\); (f) \(\ce{S}\).
По этикеткам нескольких бытовых средств составьте список из шести ионных соединений, входящих в их состав. Для каждого соединения запишите формулу. (При необходимости некоторые формулы можно посмотреть в подходящем справочнике.)

4.2 Ковалентная связь¶

Почему неверно говорить о «молекуле» твёрдого \(\ce{NaCl}\)?
Какие сведения позволяют предсказать, будет ли связь между двумя атомами ковалентной или ионной?
По положению атомов в периодической таблице предскажите, какие из приведённых соединений ионные, а какие ковалентные: (a) \(\ce{Cl2CO}\); (b) \(\ce{MnO}\); © \(\ce{NCl3}\); (d) \(\ce{CoBr2}\); (e) \(\ce{K2S}\); (f) \(\ce{CO}\); (g) \(\ce{CaF2}\); (h) \(\ce{HI}\); (i) \(\ce{CaO}\); (j) \(\ce{IBr}\); (k) \(\ce{CO2}\).
Объясните различия между неполярной ковалентной связью, полярной ковалентной связью и ионной связью.
По положению в периодической таблице определите, какой атом в каждой паре более электроотрицателен: (a) \(\ce{Br}\) или \(\ce{Cl}\); (b) \(\ce{N}\) или \(\ce{O}\); © \(\ce{S}\) или \(\ce{O}\); (d) \(\ce{P}\) или \(\ce{S}\); (e) \(\ce{Si}\) или \(\ce{N}\); (f) \(\ce{Ba}\) или \(\ce{P}\); (g) \(\ce{N}\) или \(\ce{K}\).
По положению в периодической таблице определите, какой атом в каждой паре более электроотрицателен: (a) \(\ce{N}\) или \(\ce{P}\); (b) \(\ce{N}\) или \(\ce{Ge}\); © \(\ce{S}\) или \(\ce{F}\); (d) \(\ce{Cl}\) или \(\ce{S}\); (e) \(\ce{H}\) или \(\ce{C}\); (f) \(\ce{Se}\) или \(\ce{P}\); (g) \(\ce{C}\) или \(\ce{Si}\).
По положению в периодической таблице расположите атомы в каждом из следующих наборов в порядке возрастания электроотрицательности: (a) \(\ce{C}\), \(\ce{F}\), \(\ce{H}\), \(\ce{N}\), \(\ce{O}\); (b) \(\ce{Br}\), \(\ce{Cl}\), \(\ce{F}\), \(\ce{H}\), \(\ce{I}\); © \(\ce{F}\), \(\ce{H}\), \(\ce{O}\), \(\ce{P}\), \(\ce{S}\); (d) \(\ce{Al}\), \(\ce{H}\), \(\ce{Na}\), \(\ce{O}\), \(\ce{P}\); (e) \(\ce{Ba}\), \(\ce{H}\), \(\ce{N}\), \(\ce{O}\), \(\ce{As}\).
По положению в периодической таблице расположите атомы в каждом из следующих наборов в порядке возрастания электроотрицательности: (a) \(\ce{As}\), \(\ce{H}\), \(\ce{N}\), \(\ce{P}\), \(\ce{Sb}\); (b) \(\ce{Cl}\), \(\ce{H}\), \(\ce{P}\), \(\ce{S}\), \(\ce{Si}\); © \(\ce{Br}\), \(\ce{Cl}\), \(\ce{Ge}\), \(\ce{H}\), \(\ce{Sr}\); (d) \(\ce{Ca}\), \(\ce{H}\), \(\ce{K}\), \(\ce{N}\), \(\ce{Si}\); (e) \(\ce{Cl}\), \(\ce{Cs}\), \(\ce{Ge}\), \(\ce{H}\), \(\ce{Sr}\).
Какие атомы могут связываться с серой так, чтобы на атоме серы появлялся положительный частичный заряд?
Какая связь наиболее полярная? (a) \(\ce{C-C}\); (b) \(\ce{C-H}\); © \(\ce{N-H}\); (d) \(\ce{O-H}\); (e) \(\ce{Se-H}\).
Укажите более полярную связь в каждой из следующих пар: (a) \(\ce{H-F}\) или \(\ce{H-Cl}\); (b) \(\ce{N-O}\) или \(\ce{C-O}\); © \(\ce{S-H}\) или \(\ce{O-H}\); (d) \(\ce{P-Cl}\) или \(\ce{S-Cl}\); (e) \(\ce{C-H}\) или \(\ce{N-H}\); (f) \(\ce{S-O}\) или \(\ce{P-O}\); (g) \(\ce{C-N}\) или \(\ce{N-N}\).
Какие из следующих молекул и ионов содержат полярные связи? (a) \(\ce{O3}\); (b) \(\ce{S8}\); © ; (d) ; (e) \(\ce{CO2}\); (f) \(\ce{H2S}\); (g) .

4.3 Химическая номенклатура¶

Назовите следующие соединения: (a) \(\ce{CsCl}\); (b) \(\ce{BaO}\); © \(\ce{K2S}\); (d) \(\ce{BeCl2}\); (e) \(\ce{HBr}\); (f) \(\ce{AlF3}\).
Назовите следующие соединения: (a) \(\ce{NaF}\); (b) \(\ce{Rb2O}\); © \(\ce{BCl3}\); (d) \(\ce{H2Se}\); (e) \(\ce{P4O6}\); (f) \(\ce{ICl3}\).
Запишите формулы следующих соединений: (a) бромид рубидия; (b) селенид магния; © оксид натрия; (d) хлорид кальция; (e) фтороводород; (f) фосфид галлия; (g) бромид алюминия; (h) сульфат аммония.
Запишите формулы следующих соединений: (a) карбонат лития; (b) перхлорат натрия; © гидроксид бария; (d) карбонат аммония; (e) серная кислота; (f) ацетат кальция; (g) фосфат магния; (h) сульфит натрия.
Запишите формулы следующих соединений: (a) диоксид хлора; (b) тетраоксид диазота; © фосфид калия; (d) сульфид серебра; (e) тригидрат фторида алюминия; (f) диоксид кремния.
Запишите формулы следующих соединений: (a) хлорид бария; (b) нитрид магния; © диоксид серы; (d) трихлорид азота; (e) триоксид диазота; (f) хлорид олова(IV).
Каждое из следующих соединений содержит металл, способный проявлять разный заряд иона. Назовите эти соединения: (a) \(\ce{Cr2O3}\); (b) \(\ce{FeCl2}\); © \(\ce{CrO3}\); (d) \(\ce{TiCl4}\); (e) \(\ce{CoCl2 \cdot 6H2O}\); (f) \(\ce{MoS2}\).
Каждое из следующих соединений содержит металл, способный проявлять разный заряд иона. Назовите эти соединения: (a) \(\ce{NiCO3}\); (b) \(\ce{MoO3}\); © \(\ce{Co(NO3)2}\); (d) \(\ce{V2O5}\); (e) \(\ce{MnO2}\); (f) \(\ce{Fe2O3}\).
Следующие ионные соединения встречаются в распространённых бытовых продуктах. Запишите их формулы: (a) фосфат калия; (b) сульфат меди(II); © хлорид кальция; (d) оксид титана(IV); (e) нитрат аммония; (f) бисульфат натрия (распространённое название гидросульфата натрия).
Следующие ионные соединения встречаются в распространённых бытовых продуктах. Назовите каждое: (a) \(\ce{Ca(H2PO4)2}\); (b) \(\ce{FeSO4}\); © \(\ce{CaCO3}\); (d) \(\ce{MgO}\); (e) \(\ce{NaNO2}\); (f) \(\ce{KI}\).
Каковы названия следующих соединений по номенклатуре ИЮПАК? (a) диоксид марганца; (b) хлорид ртути(I) (\(\ce{Hg2Cl2}\)); © нитрат железа(III) (\(\ce{Fe(NO3)3}\)); (d) тетрахлорид титана; (e) бромид меди(II) (\(\ce{CuBr2}\)).

4.4 Символы и структуры Льюиса¶

Запишите символы Льюиса для каждого из следующих ионов: (a) \(\ce{As^{3-}}\); (b) \(\ce{I-}\); © \(\ce{Be^{2+}}\); (d) \(\ce{O^{2-}}\); (e) \(\ce{Ga^{3+}}\); (f) \(\ce{Li+}\); (g) \(\ce{N^{3-}}\).
Многие одноатомные ионы встречаются в морской воде, в том числе ионы, образованные из перечисленных ниже элементов. Запишите символы Льюиса одноатомных ионов, образующихся из этих элементов: (a) \(\ce{Cl}\); (b) \(\ce{Na}\); © \(\ce{Mg}\); (d) \(\ce{Ca}\); (e) \(\ce{K}\); (f) \(\ce{Br}\); (g) \(\ce{Sr}\); (h) \(\ce{F}\).
Запишите символы Льюиса ионов в каждом из следующих ионных соединений и символы Льюиса атомов, из которых эти ионы образованы: (a) \(\ce{MgS}\); (b) \(\ce{Al2O3}\); © \(\ce{GaCl3}\); (d) \(\ce{K2O}\); (e) \(\ce{Li3N}\); (f) \(\ce{KF}\).
В приведённых ниже структурах Льюиса символы \(\ce{M}\) и \(\ce{X}\) обозначают различные элементы третьего периода периодической таблицы. Запишите формулу каждого соединения, используя химические символы каждого элемента: (a)—(d) — структуры Льюиса со стр. 223.
Запишите структуру Льюиса для двухатомной молекулы \(\ce{P2}\) — нестабильной формы фосфора, встречающейся в высокотемпературных парах фосфора.
Запишите структуры Льюиса для следующих частиц: (a) \(\ce{H2}\); (b) \(\ce{HBr}\); © \(\ce{PCl3}\); (d) \(\ce{SF2}\); (e) \(\ce{H2CCH2}\); (f) \(\ce{HNNH}\); (g) \(\ce{H2CNH}\); (h) \(\ce{NO-}\); (i) \(\ce{N2}\); (j) \(\ce{CO}\); (k) \(\ce{CN-}\).
Запишите структуры Льюиса для следующих частиц: (a) \(\ce{O2}\); (b) \(\ce{H2CO}\); © \(\ce{AsF3}\); (d) \(\ce{ClNO}\); (e) \(\ce{SiCl4}\); (f) \(\ce{H3O+}\); (g) ; (h) ; (i) \(\ce{HCCH}\); (j) \(\ce{ClCN}\); (k) .
Запишите структуры Льюиса для следующих частиц: (a) \(\ce{ClF3}\); (b) \(\ce{PCl5}\); © \(\ce{BF3}\); (d) .
Запишите структуры Льюиса для следующих частиц: (a) \(\ce{SeF6}\); (b) \(\ce{XeF4}\); © ; (d) \(\ce{Cl2BBCl2}\) (содержит связь \(\ce{B-B}\)).
Запишите структуры Льюиса для: (a) ; (b) ; © ; (d) \(\ce{HONO}\).
Исправьте следующее утверждение: «Связи в твёрдом \(\ce{PbCl2}\) ионные, а связь в молекуле \(\ce{HCl}\) ковалентная. Поэтому все валентные электроны в \(\ce{PbCl2}\) принадлежат ионам \(\ce{Cl-}\), а все валентные электроны в молекуле \(\ce{HCl}\) обобществлены между атомами \(\ce{H}\) и \(\ce{Cl}\).»
Запишите структуры Льюиса для следующих молекул или ионов: (a) \(\ce{SbH3}\); (b) \(\ce{XeF2}\); © \(\ce{Se8}\) (циклическая молекула с восьмичленным кольцом из атомов \(\ce{Se}\)).
Метанол, \(\ce{H3COH}\), используется в качестве топлива в некоторых гоночных автомобилях. Этанол, \(\ce{C2H5OH}\), широко используется как моторное топливо в Бразилии. И метанол, и этанол при сгорании образуют \(\ce{CO2}\) и \(\ce{H2O}\). Запишите химические уравнения этих реакций горения, используя вместо химических формул структуры Льюиса.
На многих планетах нашей Солнечной системы встречаются органические вещества, в том числе метан (\(\ce{CH4}\)) и следы этилена (\(\ce{C2H4}\)), этана (\(\ce{C2H6}\)), пропина (\(\ce{H3CCCH}\)) и диацетилена (\(\ce{HCCCCH}\)). Запишите структуры Льюиса каждой из этих молекул.
Тетрахлорметан раньше использовался в огнетушителях для тушения электрических пожаров. Сейчас его уже не используют для этих целей из-за образования токсичного газа фосгена, \(\ce{Cl2CO}\). Запишите структуры Льюиса тетрахлорметана и фосгена.
Определите атомы, соответствующие каждой из следующих электронных конфигураций. Затем запишите символ Льюиса распространённого иона, образующегося из каждого атома: (a) \(1s^{2}2s^{2}2p^{5}\); (b) \(1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}\); © \(1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{10}\); (d) \(1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{10}4p^{4}\); (e) \(1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{10}4p^{1}\).
Ниже приведено расположение атомов в нескольких биологически важных молекулах. Дополните структуры Льюиса этих молекул, добавив кратные связи и неподелённые пары. Атомов больше не добавляйте. (a) аминокислота серин; (b) мочевина; © пировиноградная кислота; (d) урацил; (e) угольная кислота.
Соединение с молярной массой около \(28\ \text{г/моль}\) содержит \(85{,}7\,\%\) углерода и \(14{,}3\,\%\) водорода по массе. Запишите структуру Льюиса молекулы этого соединения.
Соединение с молярной массой около \(42\ \text{г/моль}\) содержит \(85{,}7\,\%\) углерода и \(14{,}3\,\%\) водорода по массе. Запишите структуру Льюиса молекулы этого соединения.
Для соединения с молярной массой около \(45\ \text{г/моль}\), содержащего \(52{,}2\,\%\) \(\ce{C}\), \(13{,}1\,\%\) \(\ce{H}\) и \(34{,}7\,\%\) \(\ce{O}\) по массе, возможны два расположения атомов. Запишите структуры Льюиса обеих молекул.
Чем сходны одинарные, двойные и тройные связи? Чем они различаются?

4.5 Формальные заряды и резонанс¶

Запишите резонансные формы, описывающие распределение электронов в каждой из следующих молекул или ионов. (a) диоксид селена, \(\ce{OSeO}\); (b) нитрат-ион, \(\ce{NO3-}\); © азотная кислота, \(\ce{HNO3}\) (\(\ce{N}\) связан с группой \(\ce{OH}\) и двумя атомами \(\ce{O}\)); (d) бензол, \(\ce{C6H6}\); (e) формиат-ион, \(\ce{HCO2-}\).
Запишите резонансные формы, описывающие распределение электронов в каждой из следующих молекул или ионов. (a) диоксид серы, \(\ce{SO2}\); (b) карбонат-ион, \(\ce{CO3^{2-}}\); © гидрокарбонат-ион, \(\ce{HCO3-}\) (\(\ce{C}\) связан с группой \(\ce{OH}\) и двумя атомами \(\ce{O}\)); (d) пиридин; (e) аллильный анион.
Запишите резонансные формы озона, \(\ce{O3}\) — компонента верхних слоёв атмосферы, защищающего Землю от ультрафиолетового излучения.
Нитрит натрия, который использовался для консервирования бекона и других мясных продуктов, является ионным соединением. Запишите резонансные формы нитрит-иона, \(\ce{NO2-}\).
С точки зрения имеющихся связей объясните, почему уксусная кислота, \(\ce{CH3CO2H}\), содержит два различных типа углерод-кислородных связей, тогда как ацетат-ион, образующийся при отщеплении иона водорода от уксусной кислоты, содержит только один тип таких связей. Скелетные структуры этих частиц приведены ниже.
Запишите структуры Льюиса для следующих частиц и включите резонансные структуры там, где это уместно. Укажите, у какой частицы самая прочная углерод-кислородная связь. (a) \(\ce{CO2}\); (b) \(\ce{CO}\).
Широко используются зубные пасты, содержащие гидрокарбонат натрия (питьевую соду) и пероксид водорода. Запишите структуры Льюиса гидрокарбонат-иона и молекулы пероксида водорода с резонансными формами там, где это уместно.
Определите формальный заряд каждого элемента в следующих частицах: (a) \(\ce{HCl}\); (b) \(\ce{CF4}\); © \(\ce{PCl3}\); (d) \(\ce{PF5}\).
Определите формальный заряд каждого элемента в следующих частицах: (a) \(\ce{H3O+}\); (b) ; © \(\ce{NH3}\); (d) ; (e) \(\ce{H2O2}\).
Рассчитайте формальный заряд хлора в молекулах \(\ce{Cl2}\), \(\ce{BeCl2}\) и \(\ce{ClF5}\).
Рассчитайте формальный заряд каждого элемента в следующих соединениях и ионах: (a) \(\ce{F2CO}\); (b) \(\ce{NO-}\); © ; (d) ; (e) \(\ce{H2CCH2}\); (f) \(\ce{ClF3}\); (g) \(\ce{SeF6}\); (h) .
Нарисуйте все возможные резонансные структуры каждого из следующих соединений. Определите формальный заряд каждого атома в каждой из резонансных структур: (a) \(\ce{O3}\); (b) \(\ce{SO2}\); © ; (d) .
Какое расположение атомов в молекуле нитрозилхлорида более вероятно, исходя из формальных зарядов: \(\ce{ClNO}\) или \(\ce{ClON}\)?
Какое расположение атомов в молекуле хлорноватистой кислоты более вероятно, исходя из формальных зарядов: \(\ce{HOCl}\) или \(\ce{OClH}\)?
Какое расположение атомов в молекуле диоксида серы более вероятно, исходя из формальных зарядов: \(\ce{OSO}\) или \(\ce{SOO}\)?
Нарисуйте структуру гидроксиламина, \(\ce{H3NO}\), и расставьте формальные заряды; посмотрите его реальное строение. Согласуется ли реальная структура с формальными зарядами?
Иод образует серию фторидов (перечислены ниже). Запишите структуры Льюиса каждого из этих четырёх соединений и определите формальный заряд атома иода в каждой молекуле: (a) \(\ce{IF}\); (b) \(\ce{IF3}\); © \(\ce{IF5}\); (d) \(\ce{IF7}\).
Запишите структуру Льюиса и химическую формулу соединения с молярной массой около \(70\ \text{г/моль}\), содержащего \(19{,}7\,\%\) азота и \(80{,}3\,\%\) фтора по массе, и определите формальные заряды атомов в этом соединении.
Какую из приведённых ниже структур следует ожидать для азотистой кислоты? Определите формальные заряды.
Серная кислота — промышленный продукт, который выпускается в наибольшем количестве в мире. Только в США её производят около \(90\) млрд фунтов в год. Запишите структуру Льюиса для серной кислоты, \(\ce{H2SO4}\), в которой к атому серы присоединены два атома кислорода и две группы \(\ce{OH}\).

4.6 Строение и полярность молекул¶

Объясните, почему молекула \(\ce{HOH}\) изогнута, тогда как молекула \(\ce{HBeH}\) линейная.
По какому признаку структуры Льюиса можно определить, совпадают ли геометрия электронных пар молекулы (или иона) и её молекулярное строение?
Объясните различие между геометрией электронных пар и молекулярным строением.
Почему угол \(\ce{H-N-H}\) в \(\ce{NH3}\) меньше, чем валентный угол \(\ce{H-C-H}\) в \(\ce{CH4}\)? Почему угол \(\ce{H-N-H}\) в \(\ce{NH4+}\) совпадает с валентным углом \(\ce{H-C-H}\) в \(\ce{CH4}\)?
Объясните, как молекула, содержащая полярные связи, может быть неполярной в целом.
Как правило, молекулы \(\ce{MX}_n\) (где \(\ce{M}\) — центральный атом, а \(\ce{X}\) — концевые атомы, \(n = 2\)–\(5\)) полярны, если у \(\ce{M}\) имеется одна или более неподелённых пар электронов. Примером служит \(\ce{NH3}\) (\(\ce{M} = \ce{N}\), \(\ce{X} = \ce{H}\), \(n = 3\)). Существуют два молекулярных строения с неподелёнными парами, которые являются исключениями из этого правила. Какие именно?
Предскажите геометрию электронных пар и молекулярное строение каждой из следующих молекул или ионов: (a) \(\ce{SF6}\); (b) \(\ce{PCl5}\); © \(\ce{BeH2}\); (d) .
Определите геометрию электронных пар и молекулярное строение каждой из следующих молекул или ионов: (a) ; (b) \(\ce{CF4}\); © \(\ce{BF3}\); (d) ; (e) \(\ce{BeCl2}\).
Каковы геометрия электронных пар и молекулярное строение каждой из следующих молекул или ионов? (a) \(\ce{ClF5}\); (b) ; © ; (d) \(\ce{PCl3}\); (e) \(\ce{SeF4}\); (f) .
Предскажите геометрию электронных пар и молекулярное строение каждого из следующих ионов: (a) \(\ce{H3O+}\); (b) ; © ; (d) ; (e) \(\ce{ICl3}\); (f) \(\ce{XeF4}\); (g) \(\ce{SF2}\).
Определите геометрию электронных пар и молекулярное строение каждой из следующих молекул: (a) \(\ce{ClNO}\) (\(\ce{N}\) — центральный атом); (b) \(\ce{CS2}\); © \(\ce{Cl2CO}\) (\(\ce{C}\) — центральный атом); (d) \(\ce{Cl2SO}\) (\(\ce{S}\) — центральный атом); (e) \(\ce{SO2F2}\) (\(\ce{S}\) — центральный атом); (f) \(\ce{XeO2F2}\) (\(\ce{Xe}\) — центральный атом); (g) (\(\ce{Cl}\) — центральный атом).
Предскажите геометрию электронных пар и молекулярное строение каждой из следующих молекул: (a) \(\ce{IOF5}\) (\(\ce{I}\) — центральный атом); (b) \(\ce{POCl3}\) (\(\ce{P}\) — центральный атом); © \(\ce{Cl2SeO}\) (\(\ce{Se}\) — центральный атом); (d) \(\ce{ClSO+}\) (\(\ce{S}\) — центральный атом); (e) \(\ce{F2SO}\) (\(\ce{S}\) — центральный атом); (f) ; (g) .
Какие из следующих молекул и ионов содержат полярные связи? Какие из них имеют дипольный момент? (a) \(\ce{ClF5}\); (b) ; © ; (d) \(\ce{PCl3}\); (e) \(\ce{SeF4}\); (f) ; (g) \(\ce{XeF2}\).
Какие из этих молекул и ионов содержат полярные связи? Какие из них имеют дипольный момент? (a) \(\ce{H3O+}\); (b) ; © ; (d) ; (e) \(\ce{ICl3}\); (f) \(\ce{XeF4}\); (g) \(\ce{SF2}\).
Какие из следующих молекул имеют дипольный момент? (a) \(\ce{CS2}\); (b) \(\ce{SeS2}\); © \(\ce{CCl2F2}\); (d) \(\ce{PCl3}\) (\(\ce{P}\) — центральный атом); (e) \(\ce{ClNO}\) (\(\ce{N}\) — центральный атом).
Укажите молекулы, обладающие дипольным моментом: (a) \(\ce{SF4}\); (b) \(\ce{CF4}\); © \(\ce{Cl2CCBr2}\); (d) \(\ce{CH3Cl}\); (e) \(\ce{H2CO}\).
Молекула \(\ce{XF3}\) обладает дипольным моментом. Чем является \(\ce{X}\) — бором или фосфором?
Молекула \(\ce{XCl2}\) обладает дипольным моментом. Чем является \(\ce{X}\) — бериллием или серой?
Полярна или неполярна молекула \(\ce{Cl2BBCl2}\)?
Для \(\ce{PCl2F3}\) с фосфором в качестве центрального атома возможны три структуры. Нарисуйте их и обсудите, как измерения дипольных моментов помогли бы их различить.
Опишите молекулярное строение вокруг указанного атома или атомов: (a) атом серы в серной кислоте, \(\ce{H2SO4}\) (\([\ce{(HO)2SO2}]\)); (b) атом хлора в хлорноватой кислоте, \(\ce{HClO3}\) (\([\ce{HOClO2}]\)); © атом кислорода в пероксиде водорода, \(\ce{HOOH}\); (d) атом азота в азотной кислоте, \(\ce{HNO3}\) (\([\ce{HONO2}]\)); (e) атом кислорода в группе \(\ce{OH}\) азотной кислоты, \(\ce{HNO3}\) (\([\ce{HONO2}]\)); (f) центральный атом кислорода в молекуле озона, \(\ce{O3}\); (g) каждый из атомов углерода в пропине, \(\ce{CH3CCH}\); (h) атом углерода во фреоне, \(\ce{CCl2F2}\); (i) каждый из атомов углерода в аллене, \(\ce{H2CCCH2}\).
Нарисуйте структуры Льюиса и предскажите форму каждого соединения или иона: (a) \(\ce{CO2}\); (b) ; © \(\ce{SO3}\); (d) .
Молекула с формулой \(\ce{AB2}\), где \(\ce{A}\) и \(\ce{B}\) — различные атомы, может иметь одну из трёх различных форм. Нарисуйте и назовите три возможные формы такой молекулы. Приведите пример молекулы или иона для каждой формы.
Молекула с формулой \(\ce{AB3}\), где \(\ce{A}\) и \(\ce{B}\) — различные атомы, может иметь одну из трёх различных форм. Нарисуйте и назовите три возможные формы такой молекулы. Приведите пример молекулы или иона для каждой формы.
Нарисуйте электронно-точечные структуры Льюиса для этих молекул, включая резонансные структуры там, где это уместно: (a) ; (b) \(\ce{CS2}\); © \(\ce{CS}\); (d) предскажите молекулярные формы частиц из пункта (a) и \(\ce{CS2}\) и объясните, как вы пришли к своим предсказаниям.
Каково молекулярное строение устойчивой формы \(\ce{FNO2}\)? (\(\ce{N}\) — центральный атом.)
Соединение с молярной массой около \(42\ \text{г/моль}\) содержит \(85{,}7\,\%\) углерода и \(14{,}3\,\%\) водорода. Каково его молекулярное строение?
С помощью симуляции (http://openstax.org/l/16MolecPolarity) выполните следующие задания для двухатомной молекулы: (a) Подберите значения электроотрицательностей так, чтобы дипольный момент связи был направлен к \(\ce{B}\). Затем определите, какие значения электроотрицательностей нужны для того, чтобы дипольный момент сменил направление и указывал на \(\ce{A}\). (b) Поставьте на \(\ce{A}\) небольшой положительный частичный заряд, включите электрическое поле и опишите, что произойдёт. © С небольшим отрицательным частичным зарядом на \(\ce{A}\) включите электрическое поле и опишите, что произойдёт. (d) Сбросьте всё, затем с большим отрицательным частичным зарядом на \(\ce{A}\) включите электрическое поле и опишите, что произойдёт.
С помощью симуляции (http://openstax.org/l/16MolecPolarity) выполните следующие задания для реальной молекулы. Возможно, потребуется поворачивать молекулу в трёх измерениях, чтобы увидеть некоторые диполи. (a) Изобразите дипольные моменты связей и суммарный дипольный момент молекулы (если он есть) для \(\ce{O3}\). Объясните наблюдения. (b) Посмотрите на дипольные моменты связей в \(\ce{NH3}\). На основании этих диполей предскажите, какой атом более электроотрицателен — \(\ce{N}\) или \(\ce{H}\). © Предскажите, должен ли \(\ce{NH3}\) обладать молекулярным дипольным моментом, и если да, то в каком направлении он направлен. Поставьте флажок «molecular dipole», чтобы проверить гипотезу.
С помощью симулятора форм молекул (http://openstax.org/l/16MolecShape) постройте молекулу. Начиная с центрального атома, нажмите на двойную связь, чтобы добавить одну двойную связь. Затем добавьте одну одинарную связь и одну неподелённую пару. Поверните молекулу, чтобы рассмотреть полную геометрию. Назовите геометрию электронных пар и молекулярное строение, предскажите валентный угол. Затем поставьте флажки внизу и справа от симулятора, чтобы проверить ответы.
С помощью симулятора форм молекул (http://openstax.org/l/16MolecShape) исследуйте реальные молекулы. На вкладке «Real Molecules» выберите \(\ce{H2O}\). Переключайтесь между режимами «real» и «model». Объясните наблюдаемую разницу.
С помощью симулятора форм молекул (http://openstax.org/l/16MolecShape) исследуйте реальные молекулы. На вкладке «Real Molecules» в режиме «model» выберите \(\ce{S2O}\). Каков модельный валентный угол? Объясните, должен ли «реальный» валентный угол быть больше или меньше идеального модельного.