Условие задачи

Что такое ион гидроксония и как он образуется? Какой вид связи в этом ионе?

Решение

Дисциплина задачи – химия. Здесь речь идёт об ионе гидроксония, который является важным объектом в кислотно-основном равновесии.

1. Определение и образование:
• Ион гидроксония обозначается формулой H₃O⁺. Он образуется при протонировании молекулы воды. Когда сильная кислота диссоциирует в водном растворе, отпускаемая протон (H⁺) присоединяется к одному из свободных электронных пара водной молекулы (H₂O):
H₂O + H⁺ → H₃O⁺.
Это превращение можно рассматривать как реакцию Брёнстеда–Лоури, где вода действует как основание, принимая протон, а кислота – как кислотный донор.

2. Характер связи в ионе гидроксония:
• При образовании H₃O⁺ происходит образование координативной (донорно-акцепторной) ковалентной связи. В этой связи атом кислорода, имеющий неподелённую пару электронов, отдает свою пару для связи с протоном H⁺, у которого отсутствуют электроны для образования связи.
• Хотя технически говорят о координативной связи, позднее она становится неразличима от обычной ковалентной связи, поскольку распределение электронной плотности по иону становится равномерным.
• Геометрия H₃O⁺ имеет трёхгранно-пирамидальную форму, где кислород находится в вершине пирамиды, а атомы водорода – на ее основании.

Таким образом, гидроксониевый ион H₃O⁺ – это протонированная вода, образующаяся при присоединении протона к молекуле воды посредством координативной ковалентной связи.