электронная формула : PH3, O2, HF Структурная формула: PH3, O2, HF Особенности ковалентной связи: PH3, O2, HF

Разберём по очереди электронные и структурные формулы для соединений PH₃, O₂ и HF, а также особенности ковалентной связи в каждом из них.

PH₃ (фосфин)

Электронная формула: В фосфине атом фосфора (P) связан с тремя атомами водорода (H). Электронная конфигурация фосфора — 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. Поскольку у фосфора есть три неспаренных электрона на внешнем уровне, он может образовывать три ковалентные связи с атомами водорода.

Структурная формула: Структурная формула PH₃ выглядит как молекула с атомом фосфора в центре и тремя атомами водорода, связанными с ним. Молекула имеет форму пирамиды с фосфором на вершине, так как на атоме фосфора есть неподелённая электронная пара, которая влияет на геометрию молекулы (в результате чего она принимает форму тригональной пирамиды).

Особенности ковалентной связи: Связи P–H в молекуле PH₃ — это простые полярные ковалентные связи, так как фосфор имеет немного большую электроотрицательность, чем водород. Однако разница в электроотрицательности между P и H невелика, поэтому связи слабо полярные. Важной особенностью PH₃ является то, что его молекула полярна из-за асимметричного распределения зарядов вокруг фосфора, что делает молекулу PH₃ диполем.

O₂ (кислород)

Электронная формула: Атом кислорода имеет электронную конфигурацию 1s² 2s² 2p⁴. У каждого атома кислорода не хватает двух электронов для завершения внешнего энергетического уровня (для достижения октета). Поэтому два атома кислорода образуют между собой двойную связь, чтобы заполнить свои валентные оболочки.

Структурная формула: Структурная формула кислорода записывается как O=O, что показывает, что два атома связаны двойной связью. Двойная связь состоит из одной сигма-связи (σ) и одной пи-связи (π).

Особенности ковалентной связи: Связь в O₂ — это неполярная ковалентная связь, так как оба атома имеют одинаковую электроотрицательность, следовательно, они равномерно делят электроны. Двойная связь между атомами кислорода означает, что молекула имеет более короткую и сильную связь по сравнению с одинарной. Также стоит отметить, что кислород — парамагнитный, то есть молекула имеет неспаренные электроны, что необычно для молекул с кратными связями, но связано с особенностями распределения электронов в орбиталях.

HF (фторид водорода)

Электронная формула: В молекуле HF атом водорода имеет один электрон, а фтор — электронную конфигурацию 1s² 2s² 2p⁵. Фтору не хватает одного электрона для завершения внешнего энергетического уровня, поэтому он образует одну ковалентную связь с водородом.

Структурная формула: Структурная формула HF представляет собой молекулу с одним водородом, ковалентно связанным с одним атомом фтора.

Особенности ковалентной связи: Связь H–F — это сильно полярная ковалентная связь, так как фтор имеет гораздо более высокую электроотрицательность, чем водород. В результате электроны в связи смещены в сторону атома фтора, что делает молекулу HF сильным диполем. Из-за полярности связи H–F молекулы HF могут образовывать водородные связи друг с другом, что объясняет относительно высокую температуру кипения HF по сравнению с другими галогенидами водорода.

Выводы

• PH₃ — имеет слабо полярные ковалентные связи P–H и является полярной молекулой.
• O₂ — состоит из двух атомов кислорода, связанных двойной неполярной ковалентной связью.
• HF — молекула с сильной полярной ковалентной связью H–F, что приводит к образованию водородных связей между молекулами.

Каждое соединение имеет свои особенности, связанные с электроотрицательностью элементов и структурой молекулы, что влияет на её химические свойства и физическое поведение.