Номер 3, страница 65 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Составьте схему образования молекулы азота из атомов.

Решение

Молекула азота ($N_2$) образуется из двух атомов азота путем формирования ковалентной связи. Для понимания этого процесса рассмотрим строение атома азота.

1. Строение атома азота:

Азот ($N$) является элементом 15-й группы и 2-го периода периодической системы химических элементов. Его атомный номер равен 7, что означает наличие 7 протонов в ядре и 7 электронов в нейтральном атоме. Электронная конфигурация атома азота: $1s^2 2s^2 2p^3$.

На внешнем (валентном) энергетическом уровне (втором) атом азота имеет 5 электронов. Из них два электрона образуют неподеленную электронную пару (на $2s$-подуровне), а три электрона являются неспаренными (на $2p$-подуровне). Для достижения стабильной электронной конфигурации инертного газа (октет, 8 электронов на внешнем уровне), атому азота не хватает 3 электронов.

2. Механизм образования ковалентной связи:

Когда два атома азота сближаются, каждый из них предоставляет по три своих неспаренных электрона для образования общих электронных пар. Это приводит к формированию трех общих электронных пар между атомами, что соответствует тройной ковалентной связи ($N \equiv N$). Кроме того, на каждом атоме азота остается по одной неподеленной электронной паре, образованной $2s$-электронами.

3. Схема образования молекулы азота ($N_2$) в виде символов Льюиса:

Процесс образования молекулы азота из двух атомов азота включает обобществление электронов для достижения стабильной электронной конфигурации (октет) для каждого атома.

Итоговая структура молекулы азота ($N_2$) в виде символов Льюиса:

$:\text{N}\equiv \text{N}:$

В этой схеме три линии ($ \equiv $) представляют тройную ковалентную связь, состоящую из шести общих электронов (трех пар), а две точки ( $:$ ) на каждом атоме азота обозначают его неподеленную электронную пару. Каждый атом азота в молекуле $N_2$ теперь имеет 8 валентных электронов (6 от тройной связи и 2 от неподеленной пары), что соответствует правилу октета и обеспечивает стабильность молекулы.

4. Структурная формула молекулы азота ($N_2$):

$N \equiv N$

Ответ: Схема образования молекулы азота из атомов включает взаимодействие двух атомов азота, каждый из которых предоставляет три неспаренных электрона для образования трех общих электронных пар, формируя тройную ковалентную связь. В результате образуется стабильная молекула $N_2$ с неподеленными электронными парами на каждом атоме и выполненным правилом октета, что графически представляется как $:\text{N}\equiv \text{N}:$.