а) Почему у молекул углекислого газа и сернистого газа нет полярности, в то время как у молекул воды и сернистого газа

Vitalyevich

57

a) Для понимания, почему у молекул углекислого газа (CO2) и сернистого газа (SO2) нет полярности, а у молекул воды (H2O) и сернистого газа есть диполь, несмотря на наличие полярных связей C=O, S=O и H-O, необходимо рассмотреть геометрию молекул.

Молекула CO2 имеет линейную геометрию, где две связи С=О направлены в противоположные стороны от центрального атома углерода (С), располагаясь на противоположных концах молекулы. Это означает, что дипольные моменты векторов связей С=О себя компенсируют, так как они равны по величине, но противоположны по направлению. В результате, вся молекула CO2 не имеет общего дипольного момента и не является полярной.

Молекула SO2 также имеет линейную структуру, где две связи S=O направлены в противоположные стороны от центрального атома серы (S). Однако, в этом случае, на молекулу действует несимметричная внешняя сила - пара неподелённых электронов на атоме серы. Таким образом, дипольные моменты векторов связей S=О не компенсируются полностью, и молекула SO2 обладает дипольным моментом и полярностью.

Что касается молекулы H2O, она имеет угловую структуру, где две связи H-O направлены с одной стороны кислородного атома (О), а между ними есть пара связанных электронов. В результате такой геометрии, дипольные моменты векторов связей H-O не компенсируются, и молекула H2O обладает дипольным моментом и полярностью.

b) Связь, обладающая наибольшей полярностью, это связь Н-О в молекуле H2O. Это объясняется тем, что кислород (О) имеет большую электроотрицательность (3.44 по шкале Полинга), чем водород (Н) (2.20 по шкале Полинга). Вследствие этого, электронная плотность в связи Н-О смещена в сторону кислорода, делая ее более полярной, чем связь S=O.

c) Механизм формирования связей в молекулах может быть изображен следующим образом:

- Формирование связей в молекуле CO2: каждая связь С=О создается путем обмена электронами между атомами углерода (С) и кислорода (О). При этом, углерод делится со своими двумя связанными кислородами в равной степени, образуя две одинаковые связи.

\[
\text{C} + \text{O} = \text{C}=O
\]

- Формирование связей в молекуле SO2: атом серы (S) делится со связанными атомами кислорода (О) неравномерно, так как атом серы имеет большую электроотрицательность, чем кислород. В результате, образуются две взаимно одинаковые связи S=О.

\[
\text{S} + \text{O} = \text{S}=O
\]

- Формирование связи в молекуле H2O: атомы кислорода (О) и водорода (Н) обмениваются электронами, создавая связь Н-О.

\[
\text{H} + \text{O} = \text{H}-O
\]

Все эти связи формируются путем обмена электронами, в процессе которого атомы образуют пары связанных электронов, обеспечивая стабильность молекул.