Question

Опишите строение частиц H2О, SO4−2 методом валентных связей: тип гибридизации АО серы и кислорода, число и тип связей, геометрическую форму и угол между связями. Локализованные или делокализованные -связи в этих частицах? Полярна ли молекула H2О (дайте обоснованный ответ)?

Answer 1

Ответ:

Ион $SO_4^{2-}$ имеет форму правильного тетраэдра (рис 1), поэтому все углы в связях практически равны значению в 109.5 градусов.

Атом серы имеет гибридизацию $sp^3$.  

Сера соединена с отрицательно заряженными атомами кислорода связью проходящей через линию (рис 3) между связеобразующими атомами, поэтому это σ (сигма связь)
С нейтрально заряженными атомами кислорода образуется одна σ и одна π, так как p орбитали пересекаются перпендикулярно линии связи. Итого 4 сигма и 2 пи связи.
Пи связи в молекуле сульфат иона делокализированы, так как охватывают более 2 атомов

Молекула воды имеет две связи, обе типа σ (сигма), так как орбитали образуют связь проходящую через линию между атомами (O-H)
Молекула формы тетраэдра (рис 2) и имеет дипольный момент (то есть она полярна), так как каждая из O-H связей имеет свой дипольный момент направленный в сторону атома кислорода, которые вместе дают избыточный положительный заряд δ⁺ со стороны атомов водорода и избыточный отрицательный δ⁻ у атома кислорода.

Угол связи H-O-H несколько меньше 109.5 градусов, типичных для sp³ гибридизации из-за взаимного отталкивания электронных пар кислорода и связей.

Атом кислорода sp³ гибридизации

Answer 2

Молекула воды (H2O) состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Давайте рассмотрим строение этой молекулы методом валентных связей:

1. Гибридизация атомов водорода (H): Водород имеет только один электрон в валентной оболочке, поэтому у него нет гибридизации. Он образует одиночные σ-связи с атомами кислорода.

2. Гибридизация атома кислорода (O): Атом кислорода в молекуле H2O имеет 6 электронов в валентной оболочке. Для образования двух σ-связей с атомами водорода и двух непарных электронов, атом кислорода проходит сп3-гибридизацию.

Теперь рассмотрим связи в молекуле H2O:

• Молекула H2O имеет две σ-связи между атомом кислорода и атомами водорода.
• Также в молекуле H2O есть два непарных электрона на атоме кислорода, образующих локализованные пары электронов.

Геометрическая форма молекулы H2O - угол между связями составляет около 104.5 градуса.

Что касается делокализованных π-связей, в молекуле H2O их нет. Вода образует только σ-связи, и π-связи не возникают в этой молекуле.

Молекула H2O является полярной. Это связано с разницей в электроотрицательности между атомами кислорода и водорода. Кислород более электроотрицателен, и поэтому электронная плотность в молекуле смещена в сторону атома кислорода. Это создает положительный и отрицательный полюса в молекуле, делая ее полярной.