Номер 2, страница 181 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

2. В какой из молекул — $ \text{Cl}_2 $, $ \text{O}_2 $ или $ \text{N}_2 $ — химическая связь более прочная?

Решение

Прочность химической связи определяется энергией, которую необходимо затратить для ее разрыва. Для ковалентных связей, образованных атомами одного и того же элемента, одним из ключевых факторов, влияющих на прочность, является кратность связи — число общих электронных пар между атомами. Чем выше кратность связи, тем короче и прочнее связь.

Рассмотрим строение предложенных молекул:

• Молекула хлора $Cl_2$. Атом хлора находится в 17-й группе и имеет 7 валентных электронов. Для завершения внешней электронной оболочки до октета двум атомам хлора достаточно образовать одну общую электронную пару. Таким образом, в молекуле хлора существует одинарная ковалентная неполярная связь: $Cl-Cl$. Кратность связи равна 1. Энергия разрыва этой связи составляет $243$ кДж/моль.

• Молекула кислорода $O_2$. Атом кислорода находится в 16-й группе и имеет 6 валентных электронов. Для достижения октета два атома кислорода образуют две общие электронные пары, формируя двойную связь: $O=O$. Кратность связи равна 2. Энергия разрыва этой связи значительно выше и составляет $498$ кДж/моль.

• Молекула азота $N_2$. Атом азота находится в 15-й группе и имеет 5 валентных электронов. Для получения стабильной восьмиэлектронной оболочки два атома азота обобществляют три пары электронов, образуя тройную связь: $N \equiv N$. Кратность связи равна 3. Эта связь является одной из самых прочных в химии, ее энергия разрыва составляет $945$ кДж/моль.

Сравнивая кратности связей и их энергии, мы видим четкую зависимость: прочность связи растет с увеличением ее кратности. Ряд по увеличению прочности связи выглядит следующим образом: $Cl_2 < O_2 < N_2$.

Ответ: Наиболее прочная химическая связь в молекуле азота ($N_2$), так как она является тройной.