Молекула хлороводорода HCl

 Теория:

Молекула хлороводорода — это химическое соединение с формулой HCl.

Она состоит из одного атома водорода (H), связанного полярной ковалентной связью с одним атомом хлора (Cl).

В газообразном состоянии HCl существует как отдельные молекулы, а при растворении в воде образует сильную соляную кислоту.

Что входит в состав молекулы хлороводорода

В состав молекулы хлороводорода входят всего лишь два атома:

1. Один атом водорода (H).
2. Один атом хлора (Cl).

Химический состав молекулы HCl: это соединение элементов водорода и хлора.

Водород и кислород входит в состав молекул хлороводорода.

Молекулярная масса хлороводорода (HCl) составляет примерно 36.5 г/моль.

Качественный и количественный состав HCl

Чтобы указать состав молекулы хлороводорода, нужно рассмотреть как ее качественную, так и количественную сторону.

Качественный состав: Молекула хлороводорода состоит из химических элементов водорода и хлора.

Количественный состав: В каждой молекуле HCl содержится 1 атом водорода и 1 атом хлора.

Следовательно это бинарное соединение с равным числом атомов водорода и хлора. Если подсчитать, сколько атомов в составе молекулы хлороводорода, то их ровно два.

Интересный факт: точный химический состав молекулы хлороводорода определил Британский химик Гемфри Дэви (Humphry Davy) в 1810 году.

Состав и строение молекулы хлороводорода

Рассматривая состав и строение молекулы хлороводорода, мы видим простейшую двухатомную структуру. Атомы водорода и хлора соединены друг с другом.

Связь в молекуле хлороводорода является полярной ковалентной.

Это означает, что электроны, которые атомы H и Cl делят между собой, притягиваются хлором гораздо сильнее, чем водородом.

Хлор — более электроотрицательный элемент, поэтому он «перетягивает» электронную плотность на себя.

В результате атом хлора приобретает частичный отрицательный заряд (δ^—), а атом водорода — частичный положительный заряд (δ⁺).

Эта полярность связи придает хлороводороду множество его химических свойств, например, способность легко растворяться в воде, образуя сильную соляную кислоту.

 Пример решения:

Задача № 1.

Дано: сколько молекул (н.у.) содержится в 78,4 л хлороводорода HCl.

Для расчета количества молекул в данном объеме хлороводорода при нормальных условиях (н.у.) нам понадобятся две константы:

Молярный объем газа при н.у. (Vm): Для любого идеального газа при нормальных условиях (0 °C или 273.15 K и 101.325 кПа или 1 атм) он составляет 22,4 л/моль.

Число Авогадро (Na): Это количество частиц (атомов, молекул, ионов) в одном моле вещества, равное приблизительно 6,022 × 10²³ моль^-1.

Расчет:

Найдем количество молей хлороводорода (n):

n = V/Vm

n = 78,4 л/22,4 л/моль.

n = 3,5 моль.

Найдем количество молекул (N):
N = n × Na
N = 3,5 моль × 6,022 × 10²³ моль^-1.
N = 21,077 × 10²³

N ≈ 2,108 × 10²⁴ молекул.

Таким образом, в 78,4 л хлороводорода при нормальных условиях содержится примерно 2,108 × 10²⁴ молекул.

Задача №2.

Составить электронную схему строения молекулы хлороводорода.

Чтобы составить электронную схему строения молекулы хлороводорода (HCl), нужно знать сколько у каждого атома электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов) и как они образуют связь.

Водород (H): Атомный номер 1, значит, у него 1 электрон. Этот электрон находится на единственном внешнем уровне.

Чтобы достичь стабильности (как у ближайшего инертного газа гелия), водороду нужен ещё 1 электрон.

Хлор (Cl): Атомный номер 17. Его электронная конфигурация 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

На внешнем (третьем) уровне у хлора 7 валентных электронов (3s²3p⁵). Чтобы достичь стабильности (как у ближайшего инертного газа аргона), хлору нужен ещё 1 электрон.

Оба атома нуждаются в 1 электроне, чтобы завершить свои внешние оболочки. Они достигают этого, образуя одну общую электронную пару, то есть одну ковалентную связь.

Часто задаваемые вопросы

В чем сходство и различие химической связи в молекуле хлора и в молекуле хлороводорода?

Сходство:

Обе связи являются ковалентными, то есть атомы делят электроны.

И в Cl₂, и в HCl атомы образуют одну общую электронную пару (одинарную связь).

Различия:

В молекуле хлора (Cl₂) связь неполярная. Оба атома хлора одинаково сильно притягивают электроны, поэтому общая электронная пара распределена равномерно.

В молекуле хлороводорода (HCl) связь полярная.

Хлор намного сильнее притягивает электроны, чем водород, поэтому общая электронная пара смещена к хлору, создавая на нём частичный отрицательный заряд, а на водороде — частичный положительный.

Из чего состоит хлороводород?

Хлороводород состоит из двух химических элементов:

Водорода (H)

Хлора (Cl)

В каждой молекуле хлороводорода (HCl) содержится один атом водорода и один атом хлора, соединенные между собой полярной ковалентной связью.