სავარჯიშოები მოლეკულურ გეომეტრიაზე (კომენტირებული შაბლონით)

ა) მხოლოდ შემაკავშირებელ ელექტრონულ წყვილებს შეუძლიათ მოლეკულის გეომეტრიის დადგენა.

ბ) ელექტრონების წყვილი მოლეკულის ცენტრალური ატომის ირგვლივ იქცევა ელექტრონული ღრუბლებივით და იგერიებს ერთმანეთს.

გ) მოლეკულური გეომეტრია მოლეკულის ცენტრალური ატომის მიზიდულობის შედეგად წარმოიქმნება არაშემაკავშირებელი ელექტრონებით.

დ) რაც უფრო მეტია ცენტრალური ატომების რაოდენობა მოლეკულაში, სტრუქტურას შეუძლია სხვადასხვა გეომეტრიის მიღება.

პასუხი განმარტა

ვალენტური გარსის ელექტრონული წყვილის მოგერიების თეორია არის მოდელი, რომელიც გამოიყენება მოლეკულის გეომეტრიის პროგნოზირებისთვის.

მოლეკულის ცენტრალურ ატომს აქვს წყვილი ელექტრონები, რომლებიც შეიძლება მონაწილეობდნენ ან არ მონაწილეობდნენ ბმებში. ეს ვალენტური ელექტრონები იქცევიან როგორც ელექტრონული ღრუბლები და იგერიებენ ერთმანეთს და ორიენტირდებიან მაქსიმალურ მანძილზე.

თუ ელემენტი X ატომური ნომრით აყალიბებს ქიმიურ კავშირს Y ელემენტთან ატომური ნომრით 9. როგორია წარმოქმნილი ნაერთის მოლეკულური გეომეტრია?

პასუხი განმარტა

ყველა დიატომურ მოლეკულას, ანუ მხოლოდ ორი ატომის მიერ წარმოქმნილი, აქვს წრფივი გეომეტრია.

ელემენტი ატომური ნომრით 1 არის წყალბადი (H) და ელემენტი ატომური ნომრით არის ფტორი (F), რომლებიც დაკავშირებულია კოვალენტური ბმით და ქმნიან ჰიდროფლუორმჟავას (HF).

ჟანგბადი პლანეტა დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ელემენტია. ის ორი მოლეკულის შემადგენლობაშია, რომელიც აუცილებელია ცოცხალი არსების გადარჩენისთვის: ჟანგბადის გაზი (O2) და წყალი (H2O).

პასუხი განმარტა

ა) არასწორი. იმისდა მიუხედავად, რომ მას აქვს მხოლოდ ქიმიური ელემენტი ჟანგბადი, ჟანგბადის გაზი არის დიატომიური მოლეკულა, რადგან იგი იქმნება ელემენტის 2 ატომისგან. წყლის მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან და, შესაბამისად, ტრიატომურია.

ბ) არასწორი. ჟანგბადის გაზი არის ხაზოვანი მოლეკულა, რადგან ის შედგება 2 ატომისგან. წყლის მოლეკულა კუთხოვანია, რადგან ცენტრალურ ატომს, ჟანგბადს, ორი კოვალენტური ბმის შექმნის გარდა, აქვს ელექტრონის ორი ხელმისაწვდომი წყვილი.

გ) სწორი. ჟანგბადის ატომი არის წყლის მოლეკულის ცენტრალური ატომი. ჟანგბადის გაზს აქვს ორი ატომი, რომლებიც დაკავშირებულია კოვალენტური ბმით.

დ) არასწორი. ჟანგბადის გაზის მოლეკულის კავშირის კუთხე არის 180°, რადგან ის წრფივია. წყლის მოლეკულას აქვს 104,5º კუთხე.

სწორად დააკავშირეთ I სვეტის მოლეკულა მის შესაბამის გეომეტრიასთან II სვეტში.

პასუხი განმარტა

HCN: წრფივი გეომეტრია

სამი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია ორ სხვა ატომთან და არ შეიცავს ხელმისაწვდომი დაწყვილებული ელექტრონების წყვილს, აქვთ წრფივი გეომეტრია.

NOCl: კუთხოვანი გეომეტრია

სამი ატომის მქონე მოლეკულები, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია ორ სხვა ატომთან და შეიცავს ხელმისაწვდომი დაწყვილებული ელექტრონების წყვილს, ავლენენ კუთხური გეომეტრიას.

მხოლოდ3: პლანშეტური ტრიგონალური გეომეტრია

ოთხი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია სამ სხვა ატომთან და არ შეიცავს ხელმისაწვდომ დაწყვილებულ ელექტრონებს, აქვთ პლანშეტური ტრიგონალური გეომეტრია.

NH3: პირამიდული გეომეტრია

ოთხი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია სამ სხვა ატომთან და შეიცავს ხელმისაწვდომი დაწყვილებული ელექტრონების წყვილს, აქვთ პირამიდული გეომეტრია.

CH4: ტეტრაედრული გეომეტრია

ხუთი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია ოთხ სხვა ატომთან და არ შეიცავს ხელმისაწვდომ დაწყვილებულ ელექტრონებს, აქვთ ტეტრაედრული გეომეტრია.

PCl5: ბიპირამიდული გეომეტრია

ექვსი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია ხუთ სხვა ატომთან, აქვთ ბიპირამიდული გეომეტრია, ცენტრალური ატომისგან დამოუკიდებელი.

სფ6: ოქტაედრული გეომეტრია

შვიდი ატომის მქონე მოლეკულებს, რომელთა ცენტრალური ატომი დაკავშირებულია ექვს სხვა ატომთან, აქვთ რვაატომიანი გეომეტრია, ცენტრალური ატომისგან დამოუკიდებელი.

რაც უფრო მეტია ატომების რაოდენობა მოლეკულაში, მით მეტია შესაძლო მოლეკულური გეომეტრიების რაოდენობა. ტრიატომური მოლეკულების შემთხვევაში მათ შეიძლება ჰქონდეთ წრფივი ან კუთხოვანი გეომეტრია.

ქვემოთ მოცემულია მოლეკულების მაგალითები ელექტრონების ხელმისაწვდომი წყვილით ცენტრალურ ატომზე, რომლებიც აძლევენ მოლეკულის კუთხურ გეომეტრიას, გარდა:

პასუხი განმარტა

ნახშირორჟანგის მოლეკულა (CO2) წარმოადგენს წრფივ გეომეტრიას, ვინაიდან ნახშირბადს, რომელიც არის ცენტრალური ატომი, არ გააჩნია დაწყვილებული ელექტრონების წყვილი ხელმისაწვდომი. კავშირებს შორის კუთხე არის 180º.

O=C=O

მეთანის გაზი (CH4) არის ერთ-ერთი აირი, რომელიც ხელს უწყობს გლობალურ დათბობას. ეს არის უმარტივესი ნახშირწყალბადი, რომელიც წარმოიქმნება, მაგალითად, ორგანული ნივთიერებების დაშლისა და ზოგიერთი ბალახისმჭამელის მონელების პროცესში.

პასუხი განმარტა

CH მოლეკულის გეომეტრია4 ეს არის ოთხკუთხა. მეთანის გაზი არის ნაერთი, რომელიც წარმოიქმნება 5 ატომით და ნახშირბადი, რომელიც ცენტრალური ატომია, შეიცავს 4 ლიგანდს. კუთხე, რომელიც იძლევა ყველაზე დიდ მანძილს მის ღერძებს შორის არის 109º28'.

ალოტროპია არის ქიმიური ელემენტის უნარი შექმნას სხვადასხვა მარტივი ნივთიერებები. მაგალითად, ჟანგბადს აქვს ორი ალოტროპი: ჟანგბადის გაზი (O2), შეუცვლელი აერობული არსებებისთვის და ოზონისთვის (O3), რომელიც იცავს პლანეტას მზის ულტრაიისფერი სხივებისგან.

პასუხი განმარტა

ორი ატომით (დიატომური) წარმოქმნილ მოლეკულებს აქვთ წრფივი გეომეტრია. ტრიატომური მოლეკულები შეიძლება იყოს წრფივი ან კუთხოვანი.

ოზონის შემთხვევაში (O3), გეომეტრია კუთხოვანია, რადგან ცენტრალური ატომი შეიცავს ხელმისაწვდომ არაშემაკავშირებელ ელექტრონულ წყვილს.

(უესპი) დააკავშირეთ მარცხენა სვეტი მარჯვენა სვეტთან, დააკავშირეთ ქიმიური სახეობები მის შესაბამის მოლეკულურ გეომეტრიასთან და მონიშნეთ სწორი თანმიმდევრობა ზემოდან ქვემოდან:

პასუხი განმარტა

მხოლოდ3 იგი წარმოადგენს პლანტურ ტრიგონალურ გეომეტრიას, რადგან გოგირდის ცენტრალური ატომი (S) შეიცავს 3 ლიგანდს.

PCl5 წარმოადგენს ტრიგონალურ ბიპირამიდულ გეომეტრიას, რადგან ფოსფორის ცენტრალური ატომი (P) შეიცავს 5 ლიგანდს.

2 ის ასახავს კუთხოვან გეომეტრიას, რადგან ცენტრალური ჟანგბადის ატომი (O) შეიცავს 2 ლიგანდს და ხელმისაწვდომ დაწყვილებულ ელექტრონულ წყვილს.

NH4+ მას აქვს ტეტრაედრული გეომეტრია, რადგან ცენტრალური აზოტის ატომი (N) შეიცავს 4 ლიგანდს.

CO2 წარმოადგენს წრფივ გეომეტრიას, რადგან ნახშირბადის ცენტრალური ატომი (C) შეიცავს 2 ლიგანდს და არ არის ხელმისაწვდომი ელექტრონების წყვილი.

(UFRGS) გოგირდის დიოქსიდი ჰაერთან კონტაქტისას წარმოქმნის გოგირდის ტრიოქსიდს, რომელიც, თავის მხრივ, წყალთან კონტაქტისას წარმოქმნის გოგირდის მჟავას.

მარცხენა სვეტში, ქვემოთ, ჩამოთვლილია ამ პროცესში მონაწილე 5 ნივთიერება. მარჯვენა სვეტში, ამ ნივთიერების მოლეკულების მახასიათებლები.

პასუხი განმარტა

2მხოლოდ4: ტეტრაედრული გეომეტრია და პოლარული მოლეკულა

მხოლოდ2: კუთხოვანი გეომეტრია და პოლარული მოლეკულა, ისევე როგორც მოლეკულა 2

2: წრფივი გეომეტრია და არაპოლარული მოლეკულა

მხოლოდ3: ტრიგონალური გეომეტრია და არაპოლარული მოლეკულა

მოლეკულები, რომლებიც წარმოიქმნება ისეთი ქიმიური ელემენტის მიერ, როგორიცაა ჟანგბადი (O2) არიან არაპოლარული, რადგან არ აჩვენებენ განსხვავებას ელექტრონეგატიურობაში მათ კომპონენტებს შორის.

როდესაც ატომებს შორის არის განსხვავება ელექტრონეგატიურობაში, გეომეტრია განსაზღვრავს, არის თუ არა მოლეკულა პოლარული თუ არაპოლარული.

მაგალითად, გოგირდის ტრიოქსიდი (SO3) არის არაპოლარული ტრიგონალური გეომეტრიის გამო, რაც მოლეკულის დიპოლურ მომენტს ნულის ტოლს ხდის. მეორეს მხრივ, გოგირდის დიოქსიდი (SO2) თავისი კუთხური გეომეტრიით ხდის მოლეკულას პოლარულს, რადგან დიპოლური მომენტის ვექტორი არ არის ნულოვანი.

(Ufes) OF მოლეკულა2 არის პოლარული და BeF მოლეკულა2 ის არაპოლარულია. ეს გამოწვეულია (იმით):

პასუხი განმარტა

ა) არასწორი. როდესაც მოლეკულებში ელექტრონეგატიურობის განსხვავებაა, პოლარობას განსაზღვრავს გეომეტრია.

ბ) სწორი. როგორც ჟანგბადის დიფტორიდი (OF2) აქვს ელექტრონების დაუწყვილებელი წყვილი, იქმნება კუთხური სტრუქტურა და მიღებული დიპოლური მომენტი განსხვავდება ნულისაგან, რაც მას ახასიათებს როგორც პოლარულ მოლეკულას.

ბერილიუმის დიფტორიდში (BeF2ცენტრალურ ატომს არ აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონები და, შესაბამისად, მისი გეომეტრია წრფივია, დიპოლური მომენტი ნულის ტოლია, ხოლო მოლეკულა არაპოლარული.

გ) არასწორი. ატომების ზომა გავლენას ახდენს მოლეკულის სივრცულ სტრუქტურაზე.

დ) არასწორი. რეაქტიულობა დაკავშირებულია ობლიგაციების შექმნის უნართან.

ე) არასწორი. სინამდვილეში, ეს არის მოლეკულის პოლარობა, რომელიც გავლენას ახდენს ბევრ თვისებაზე, მათ შორის დუღილის წერტილზე (გადავლა აირის მდგომარეობაში).

ბატისტა, კაროლინა. სავარჯიშოები მოლეკულურ გეომეტრიაზე (კომენტირებული შაბლონით).ყველა მატერია, [n.d.]. Ხელმისაწვდომია: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. წვდომა აქ:

სავარჯიშოები ალგებრული გამონათქვამების შესახებ

სავარჯიშოები ალგებრული გამონათქვამების შესახებ

ალგებრული გამონათქვამები არის გამოთქმები, რომლებიც აერთიანებს ასოებს, რომლებსაც ცვლადებს, რიცხვებ...

read more
სტატისტიკა: კომენტირებული და ამოხსნილი სავარჯიშოები

სტატისტიკა: კომენტირებული და ამოხსნილი სავარჯიშოები

სტატისტიკა არის მათემატიკის მიმართულება, რომელიც შეისწავლის კვლევის მონაცემების შეგროვებას, ჩაწერ...

read more
ფართობისა და პერიმეტრის სავარჯიშოები

ფართობისა და პერიმეტრის სავარჯიშოები

გეომეტრიაში, ფართობი შეესაბამება ზედაპირის გაზომვას, ჩვეულებრივ გამოითვლება ფუძის სიმაღლეზე გამრა...

read more