ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 28

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 23–27 · 5 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 3. Водневий зв’язок ................................ 23 Навчальне дослідження 2 «Тепловий ефект розчинення»

Завдання 23

Схематичне зображення водневих зв'язків

Зобразіть (схематично) утворення водневого зв'язку між молекулами: а) води й амоніаку; б) води й гідроген фториду.

Розв’язання

Малюємо молекулу води ( $H_{2} O$ ): атом $O$ має дві неподілені пари, два атоми $H$ мають позитивний заряд.
Малюємо молекулу амоніаку ( $NH_{3}$ ): атом $N$ має одну неподілену пару, три атоми $H$ мають позитивний заряд.
З'єднуємо атом $H$ з молекули води (який прив'язаний до $O$ ) із неподіленою парою атома $N$ молекули амоніаку, позначаючи зв'язок крапками.
Малюємо молекулу фтористого водню ( $HF$ ): атом $F$ має три неподілені пари, атом $H$ має позитивний заряд.
З'єднуємо атом $H$ з молекули води із неподіленою парою атома $F$ молекули фтористого водню крапками.

Відповідь:

а) Схематично: Молекула $H_{2} O$ ( $δ^{+} H \dots : \ddot{N} H_{2}$ ) — зв'язок між $H$ води та неподіленою парою атома Нітрогену в амоніаку.
б) Схематично: Молекула $H_{2} O$ ( $δ^{+} H \dots : \ddot{F} H$ ) — зв'язок між $H$ води та неподіленою парою атома Флуору в фториді.

Завдання 24

Вплив теплоємності води на клімат

Поясніть, у який спосіб теплоємність води пом'якшує коливання температури на планеті.

Розв’язання

Визначаємо, що вода має дуже високу теплоємність через наявність водневих зв'язків між молекулами.
Пояснюємо, що при нагріванні сонцем океани поглинають багато тепла, не піднімаючи свою температуру сильно.
Вказуємо, що вночі або взимку вода повільно охолоджується, віддаючи накопичене тепло.
Висновкуємо, що це призводить до м'якшого клімату поблизу водних об'єктів і загального пом'якшення температурних коливань на планеті.

Відповідь:

Вода має високу теплоємність завдяки водневим зв'язкам, тому вона повільно нагрівається і повільно охолоджується. Океани та моря поглинають велику кількість сонячної енергії вдень, не сильно піднімаючи температуру повітря, а вночі віддають тепло, не даючи температурі різко падати. Це згладжує різкі перепади температури між днем і ніччю та взимку і літом, роблячи клімат м'якшим.

Завдання 25

Аналіз графіків температур кипіння

Проаналізуйте графіки та схарактеризуйте вплив водневих зв'язків на фізичні властивості речовин. Поясніть, що спільного й відмінного між речовинами на кожному графіку. Зобразіть схеми утворення водневих зв'язків молекулами цих сполук (між собою та з молекулами води).

Розв’язання

Аналізуємо перший графік ( $HX$ ): З броміду ( $HBr$ ) до йодиду ( $HI$ ) температура кипіння зростає, але для хлористого водню ( $HCl$ ) вона аномально низька. Для фтористого водню ( $HF$ ) температура висока через зв'язки.
Аналізуємо другий графік ( $H_{2} E$ ): Температура кипіння зростає від сірководню до теллуру, але вода має найвищу температуру при найменшій масі.
Спільне: Усі речовини — молекулярні гази або рідини. Відмінне: Наявність водневих зв'язків різко підвищує температуру кипіння порівняно з іншими речовинами схожої маси.
Малюємо схеми для $HF$ : $H-F \dots : \ddot{F} H$ (між собою) та $H-F \dots : \ddot{O} H_{2}$ (з водою).
Малюємо схеми для $H_{2} O$ : $H-O-H$ утворює зв'язки між собою та з молекулами $HF$ .

Відповідь:

Спільне: Усі речовини на графіках належать до однієї хімічної групи ( $HX$ або $H_{2} E$ ). Відмінне: Речовини з водневими зв'язками ( $HF, H_{2} O$ ) мають температуру кипіння, яка значно вища за очікувану залежно від маси, тоді як у речовин без таких зв'язків температура зростає плавно.
Схеми:
а) $HF \dots HF$ : Атом $H$ однієї молекули притягується до неподіленої пари атома $F$ іншої молекули.
б) $H_{2} O \dots H_{2} O$ : Атоми $H$ води зв'язуються з неподіленими парами атомів $O$ інших молекул.
в) Між собою та водою: $HF \dots H_{2} O$ (зв'язок між $H$ фториду та $O$ води) або $H_{2} O \dots NH_{3}$ (якщо розглядати амоніак, але в умові графіків лише $HF$ та $H_{2} O$ ).

Завдання 26

Порівняння швидкості висихання тканин

Поясніть, чому намоклий бавовняний або лляний одяг висихає довше, ніж шерсть або пір'я тварин, зважаючи на водневий зв'язок.

Розв’язання

Бавовна і лляні волокна мають пористу структуру, але їхня поверхня багата на функціональні групи (-OH), які утворюють міцні водневі зв'язки з молекулами води. Ці зв'язки «притискають» воду до тканини.
Шерсть і пір'я також поглинають вологу, але їхня структура (кератин) утримує її менш міцно через інші типи взаємодій або меншу кількість активних центрів для водневих зв'язків порівняно з целюлозою.
Для відділення молекул води від поверхні бавовни потрібно більше енергії (тепла), ніж для шерсті, тому вода випаровується повільніше.

Відповідь:

Бавовна і лляний одяг висихають довше, оскільки целюлоза, з якої вони зроблені, утворює дуже міцні водневі зв'язки з молекулами води, «притискаючи» їх до волокон. Шерсть та пір'я утримують воду слабше, тому випаровування відбувається швидше.

Завдання 27

Форма крапель на різних поверхнях

Поясніть, чому краплі води на деяких листках (наприклад, лотоса) набувають форми кулі і скочуються, а на шкірі затримуються.

Розв’язання

На листках лотоса та деяких інших рослин є мікроскопічні виступи, які покриваються воском. Цей шар не дозволяє молекулам води утворювати водневі зв'язки з поверхнею (адгезія відсутня або дуже слабка).
Оскільки вода не прилипає до такої поверхні, її власна когезія (притягання між молекулами води) переважає, і крапля набуває форми кулі, щоб мінімізувати контактну площу.
На шкірі є багато вільних груп -OH та інших полярних центрів, які утворюють водневі зв'язки з водою. Це створює сильну адгезію, тому крапля розтікається і затримується на поверхні.

Відповідь:

Краплі на листках лотоса скупчуються в кулі, оскільки восковий шар не дозволяє утворювати водневі зв'язки з поверхнею (адгезія слабка). На шкірі вода затримується, тому що її молекули утворюють міцні водневі зв'язки з білками та ліпідами шкіри.