Определи тип химической связи в веществах и написать механизм ее образования(K2S,NCI3,Br2,H2S)
Считаю, что NCI3 — опечатка, ниже рассматриваю NCl₃ (трихлорид азота).
Краткий ответ
| Вещество | Тип химической связи | Механизм образования |
|---|---|---|
| K₂S | ионная | два атома K отдают по одному электрону атому S; образуются K⁺ и S²⁻, которые притягиваются электростатически |
| NCl₃ | ковалентная полярная | обменный механизм: N и три Cl образуют три общие электронные пары N–Cl; пары смещены к более электроотрицательному Cl |
| Br₂ | ковалентная неполярная | обменный механизм: два атома Br образуют одну общую пару; она не смещена, так как атомы одинаковые |
| H₂S | ковалентная полярная | обменный механизм: S и два H образуют две общие пары S–H; пары смещены к более электроотрицательной сере |
Как это получается
1. K₂S — ионная связь
Калий — металл, сера — неметалл, разница электроотрицательностей большая. Атом K имеет на внешнем уровне 1 электрон, атом S — 6 электронов.
\[ K^0 \rightarrow K^+ + e^- \]
\[ S^0 + 2e^- \rightarrow S^{2-} \]
\[ 2K^0 + S^0 \rightarrow 2K^+ + S^{2-} \]
Ионы \(K^+\) и \(S^{2-}\) удерживаются друг около друга электростатическим притяжением. В кристалле K₂S катионы и анионы расположены в ионной решётке.
Проверка зарядов:
\[
2(+1)+(-2)=0
\]
молекула/формульная единица электронейтральна.
2. NCl₃ — ковалентная полярная связь
Оба элемента — неметаллы, значит, связь ковалентная.
Электронные конфигурации внешнего уровня:
\[ N: 2s^2 2p^3 \]
\[ Cl: 3s^2 3p^5 \]
У азота есть 3 неспаренных электрона, у каждого хлора — 1 неспаренный электрон. Поэтому азот образует три связи с тремя атомами хлора:
\[ N + 3Cl \rightarrow NCl_3 \]
Три общие электронные пары возникают по обменному механизму: каждый атом даёт по одному неспаренному электрону. Образуются три \(\sigma\)-связи N–Cl.
Хлор немного более электроотрицателен, чем азот, поэтому общие электронные пары смещены к хлору. Значит, связи N–Cl полярные.
Проверка по Льюису: у азота 3 связи + 1 неподелённая пара = 8 электронов; у каждого Cl 1 связь + 3 неподелённые пары = 8 электронов.
3. Br₂ — ковалентная неполярная связь
У брома:
\[ Br: 4s^2 4p^5 \]
На внешнем уровне 1 неспаренный электрон. Два атома брома соединяются, образуя одну общую электронную пару:
\[ Br\cdot + \cdot Br \rightarrow Br-Br \]
Атомы одинаковые, поэтому общая пара располагается симметрично и не смещается. Связь ковалентная неполярная, одна \(\sigma\)-связь.
Проверка: у каждого атома Br после образования связи 1 общая пара + 3 неподелённые пары, то есть 8 электронов.
4. H₂S — ковалентная полярная связь
Сера:
\[ S: 3s^2 3p^4 \]
У серы 2 неспаренных электрона, у каждого водорода:
\[ H: 1s^1 \]
по 1 неспаренному электрону. Поэтому сера образует две общие пары с двумя атомами водорода:
\[ S + 2H \rightarrow H_2S \]
Механизм — тоже обменный: атомы обобществляют неспаренные электроны. Образуются две \(\sigma\)-связи S–H.
Сера более электроотрицательна, чем водород, поэтому общие пары смещены к сере. Связи S–H полярные, а в целом молекула H₂S имеет угловую форму.
Проверка по Льюису: у S 2 связи + 2 неподелённые пары = 8 электронов; у каждого H 1 связь = 2 электрона.
Главный принцип
- Металл + неметалл с большой разницей ЭО → чаще ионная связь: металл отдаёт электроны, неметалл принимает.
- Неметалл + неметалл → ковалентная связь: атомы обобществляют неспаренные электроны.
- Если атомы одинаковые → ковалентная неполярная.
- Если атомы разные → ковалентная полярная; общая пара смещена к более электроотрицательному атому.
- Число связей обычно равно числу неспаренных электронов у атома.
