7. Американский химик Гилберт Льюис в своей работе «Валентность и структура атомов и молекул» в 1923 г. утверждал, что число электронных пар у атомов в молекулах, как правило, равно четырём. Используйте это утверждение для обоснования постоянного состава двухатомных молекул. Почему это утверждение несостоятельно для двухатомной молекулы водорода?

Краткое пояснение:

Разбираемся:

Теория Льюиса и постоянство состава:

• Гилберт Льюис предположил, что атомы в молекулах стремятся иметь четыре электронные пары вокруг себя (правило октета, хотя у него было свое видение). Это достигается за счет образования ковалентных связей, где атомы делятся электронами.
• Эта теория хорошо объясняет постоянство состава многих соединений, потому что атомы соединяются в строго определенных соотношениях, чтобы удовлетворить эту «электронную потребность». Например, в молекуле воды (H₂O), кислород связан с двумя атомами водорода, и такая структура стабильна.

Несостоятельность для молекулы водорода (H₂):

• Молекула водорода состоит из двух атомов водорода, связанных одинарной ковалентной связью (H-H). Каждый атом водорода имеет только один электрон.
• При образовании связи H-H, каждый атом водорода получает второй электрон, образуя таким образом одну электронную пару, которую они делят.
• В молекуле водорода нет четырех электронных пар вокруг каждого атома. Каждый атом водорода удовлетворяет правило дублета (имеет два электрона на внешней оболочке), что является стабильным состоянием для водорода.
• Таким образом, утверждение Льюиса о четырех электронных парах не применимо к таким простым молекулам, как водород, где достаточно одной электронной пары для стабильности.

Ответ: Утверждение Льюиса о четырех электронных парах объясняет стабильность многих молекул и, как следствие, постоянство их состава. Однако, для молекулы водорода (H₂) это утверждение несостоятельно, так как для достижения стабильности (правила дублета) каждому атому водорода достаточно одной общей электронной пары, а не четырех.