Задание №4 — Теоретические основы химии

Решение.

Для того чтобы между молекулами вещества возникала водородная связь, необходимо выполнение двух условий:
1. В молекуле должен быть атом водорода (H), связанный ковалентной связью с атомом элемента с высокой электроотрицательностью (F, O или N).
2. На этом электроотрицательном атоме должна быть неподеленная электронная пара.

Разберем предложенные вещества:

1) Муравьиная кислота (HCOOH). В молекулах карбоновых кислот атом водорода связан с атомом кислорода (группа -OH). Кислород обладает высокой электроотрицательностью, поэтому связь O-H сильно полярна. Между атомом водорода одной молекулы и атомом кислорода другой молекулы образуется прочная водородная связь. Кислоты часто существуют в виде димеров именно благодаря этим связям. Подходит.

2) Метан (CH₄). Здесь водород связан с углеродом (C). Разность электроотрицательностей между C и H невелика, связь практически неполярна. Водородная связь в метане не образуется.

3) Фосфин (PH₃). Несмотря на наличие водорода, атом фосфора (P) имеет сравнительно низкую электроотрицательность (почти такую же, как у водорода). Связь P-H не обладает достаточной полярностью для образования водородных связей.

4) Водород (H₂). Молекула состоит из двух одинаковых атомов, связь между ними ковалентная неполярная. Условий для возникновения водородной связи между молекулами нет.

5) Метанол (CH₃OH). Это представитель класса спиртов. В его молекуле есть гидроксильная группа -OH. Атом водорода связан с сильноотрицательным атомом кислорода. Это типичный случай образования межмолекулярных водородных связей, что объясняет высокую температуру кипения спиртов по сравнению с углеводородами. Подходит.

Таким образом, водородная связь характерна для муравьиной кислоты и метанола.

Ответ: 1, 5

Источник: ФИПИ