Задачи по химии. Расписать подробно 1) Определить тип связи в молекулах, и какая из молекул Н2О, H2S, H2Se имеет наибольший дипольный момент? 2)Исходя из метода ковалентных связей, нужно сделать вывод о возможных валентностях марганца, серы в нормальном и возбужденном состояниях.
1) Определить тип связи в молекулах и какую из молекул H2O, H2S, H2Se имеет наибольший дипольный момент.
Тип связи:
Данные молекулы H2O,H2S,H2SeH2O, H2S, H2SeH2O,H2S,H2Se образованы ковалентными связями между атомом водорода и атомом более электроотрицательным элемента кислорода,серыиселенакислорода, серы и селенакислорода,серыиселена.
H2O водаводавода:
Связи O-H являются полярными, поскольку кислород более электроотрицателен, чем водород. Электронная плотность смещается в сторону кислорода, создавая частичный негативный заряд на кислороде и частичные положительные заряды на атомах водорода. Молекула H2O имеет угловую V−образнуюV-образнуюV−образную форму, что усиливает ее дипольный момент.
Связи S-H также полярны, но сера менее электроотрицательна по сравнению с кислородом, следовательно, дипольный момент будет меньше.
H2Se водородселенидводород селенидводородселенид:
Связи Se-H тоже полярные, но селен ещё менее электроотрицателен, чем сера, из-за чего дипольный момент будет меньше по сравнению с H2S.
Сравнение дипольных моментов:
Dипольный момент определяется не только разностью электроотрицательностей, но и геометрией молекулы.H2O имеет наибольший дипольный момент из-за своей высокой полярности и угловой структуры 1.85D~1.85 D1.85D.Для H2S и H2Se дипольные моменты ниже, так как с увеличением размера атома сераиселенсера и селенсераиселен и уменьшением электроотрицательности взаимодействие становится менее выраженным.
Вывод:
Молекула, имеющая наибольший дипольный момент, — это H2O.
2) Возможные валентности марганца и серы в нормальном и возбужденном состоянии.
Марганец MnMnMn:
Нормальное состояние основнаявалентностьосновная валентностьосновнаявалентность:
В нормальном состоянии марганец Z=25Z=25Z=25 имеет электронную конфигурацию ArArAr 3d^5 4s^2. В этом состоянии возможные валентности могут быть:Валентность 2 потеря2электроновиз4sпотеря 2 электронов из 4sпотеря2электроновиз4s.Валентность 4 потеря2электроновиз4sи2из3dпотеря 2 электронов из 4s и 2 из 3dпотеря2электроновиз4sи2из3d.Валентность 7 потерявсех5электроновиз3dи2из4sпотеря всех 5 электронов из 3d и 2 из 4sпотерявсех5электроновиз3dи2из4s.
Возбужденное состояние:
При возбуждении еслиодиниз4sэлектроновпереходитв3dподуровеньесли один из 4s электронов переходит в 3d подуровеньеслиодиниз4sэлектроновпереходитв3dподуровень, могут образоваться валентности 3, 4, и 6.
Таким образом, возможные валентности марганца в зависимости от состояния могут быть 2, 3, 4, 6 и 7.
Сера SSS:
Нормальное состояние:
У серы Z=16Z=16Z=16 электронная конфигурация NeNeNe 3s^2 3p^4. Основные валентности:Валентность 2 потеря2электроновиз3sпотеря 2 электронов из 3sпотеря2электроновиз3s.Валентность 4 потеря2из3sи2из3pпотеря 2 из 3s и 2 из 3pпотеря2из3sи2из3p.Валентность 6 потерявсех2из3sи4из3pпотеря всех 2 из 3s и 4 из 3pпотерявсех2из3sи4из3p.
Возбужденное состояние:
Если один или несколько электронов из 3s или 3p поднимаются на более высокий уровень например,3dнапример, 3dнапример,3d, возможные валентности могут включать более высокие значения, например, 5 и 6.
В итоге, возможные валентности серы: 2, 4 и 6, а в возбужденном состоянии дополнительные значения.
ЗаключениеДля молекул H2O, H2S, H2Se H2O имеет максимальный дипольный момент.Марганец может иметь валентности 2, 3, 4, 6, 7, а сера — 2, 4, 6 в своем нормальном состоянии и может увеличиваться в возбужденном.
Давайте подробно разберем каждый из пунктов.
1) Определить тип связи в молекулах и какую из молекул H2O, H2S, H2Se имеет наибольший дипольный момент.Тип связи: Данные молекулы H2O,H2S,H2SeH2O, H2S, H2SeH2O,H2S,H2Se образованы ковалентными связями между атомом водорода и атомом более электроотрицательным элемента кислорода,серыиселенакислорода, серы и селенакислорода,серыиселена.
H2O водаводавода:
Связи O-H являются полярными, поскольку кислород более электроотрицателен, чем водород. Электронная плотность смещается в сторону кислорода, создавая частичный негативный заряд на кислороде и частичные положительные заряды на атомах водорода. Молекула H2O имеет угловую V−образнуюV-образнуюV−образную форму, что усиливает ее дипольный момент.H2S водородсероводородаводород сероводородаводородсероводорода:
Связи S-H также полярны, но сера менее электроотрицательна по сравнению с кислородом, следовательно, дипольный момент будет меньше.H2Se водородселенидводород селенидводородселенид:
Связи Se-H тоже полярные, но селен ещё менее электроотрицателен, чем сера, из-за чего дипольный момент будет меньше по сравнению с H2S.Сравнение дипольных моментов:
Dипольный момент определяется не только разностью электроотрицательностей, но и геометрией молекулы.H2O имеет наибольший дипольный момент из-за своей высокой полярности и угловой структуры 1.85D~1.85 D 1.85D.Для H2S и H2Se дипольные моменты ниже, так как с увеличением размера атома сераиселенсера и селенсераиселен и уменьшением электроотрицательности взаимодействие становится менее выраженным.Вывод: Молекула, имеющая наибольший дипольный момент, — это H2O.
2) Возможные валентности марганца и серы в нормальном и возбужденном состоянии.Марганец MnMnMn:
Нормальное состояние основнаявалентностьосновная валентностьосновнаявалентность:
В нормальном состоянии марганец Z=25Z=25Z=25 имеет электронную конфигурацию ArArAr 3d^5 4s^2. В этом состоянии возможные валентности могут быть:Валентность 2 потеря2электроновиз4sпотеря 2 электронов из 4sпотеря2электроновиз4s.Валентность 4 потеря2электроновиз4sи2из3dпотеря 2 электронов из 4s и 2 из 3dпотеря2электроновиз4sи2из3d.Валентность 7 потерявсех5электроновиз3dи2из4sпотеря всех 5 электронов из 3d и 2 из 4sпотерявсех5электроновиз3dи2из4s.Возбужденное состояние:
При возбуждении еслиодиниз4sэлектроновпереходитв3dподуровеньесли один из 4s электронов переходит в 3d подуровеньеслиодиниз4sэлектроновпереходитв3dподуровень, могут образоваться валентности 3, 4, и 6.Таким образом, возможные валентности марганца в зависимости от состояния могут быть 2, 3, 4, 6 и 7.
Сера SSS:
Нормальное состояние:
У серы Z=16Z=16Z=16 электронная конфигурация NeNeNe 3s^2 3p^4. Основные валентности:Валентность 2 потеря2электроновиз3sпотеря 2 электронов из 3sпотеря2электроновиз3s.Валентность 4 потеря2из3sи2из3pпотеря 2 из 3s и 2 из 3pпотеря2из3sи2из3p.Валентность 6 потерявсех2из3sи4из3pпотеря всех 2 из 3s и 4 из 3pпотерявсех2из3sи4из3p.Возбужденное состояние:
Если один или несколько электронов из 3s или 3p поднимаются на более высокий уровень например,3dнапример, 3dнапример,3d, возможные валентности могут включать более высокие значения, например, 5 и 6.В итоге, возможные валентности серы: 2, 4 и 6, а в возбужденном состоянии дополнительные значения.
ЗаключениеДля молекул H2O, H2S, H2Se H2O имеет максимальный дипольный момент.Марганец может иметь валентности 2, 3, 4, 6, 7, а сера — 2, 4, 6 в своем нормальном состоянии и может увеличиваться в возбужденном.