Question

3．水是自然界中普遍存在的一種物質(zhì)，根據(jù)下列信息回答問題：
（1）氧原子基態(tài)時(shí)價(jià)層電子的電子排布圖為．
（2）已知2H₂O=H₃O⁺+OH^-，H₃O⁺的立體構(gòu)型是三角錐形，中心原子的雜化類型是sp³．
（3）s軌道與s軌道重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)表示為：δs-s，p軌道與p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)δp-p，則H₂O分子含有的共價(jià)鍵用符號(hào)表示為δ_s-p．
（4）試比較同主族元素的氫化物H₂O、H₂S和H₂Se的穩(wěn)定性和沸點(diǎn)高低，并說明理由．
穩(wěn)定性：H₂O＞H₂S＞H₂Se理由：非金屬性越強(qiáng)，元素的氫化物越穩(wěn)定．沸點(diǎn)：H₂O＞H₂Se＞H₂S理由：H₂O可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高，H₂Se相對(duì)分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點(diǎn)高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子核外電子排布原則：電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道，且自旋方向相同是，能量最低，根據(jù)此原則進(jìn)行書寫；
（2）先計(jì)算其價(jià)層電子對(duì)，再確定中心原子的雜化方式和離子構(gòu)型；
（3）根據(jù)H₂O分子中氫原子的s軌道和氧原子的p軌道以頭對(duì)頭重疊；
（4）根據(jù)元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的氫化物越穩(wěn)定；H₂O分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，H₂Se與H₂S大結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力大，沸點(diǎn)越高．

解答 解：（1）由于簡并軌道（能級(jí)相同的軌道）中電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道，且自旋方向相同，原子的能量最低，O原子能量最低排布圖為：，價(jià)電子排布圖為：，故答案為：；
（2）H₃O⁺中價(jià)層電子對(duì)$\frac{6+1×3-1}{2}$=4，氧原子采取sp³雜化，H₃O⁺的分子立體結(jié)構(gòu)為三角錐型，故答案為：三角錐形；sp³；
（3）H₂O分子中氫原子的s軌道和氧原子的p軌道以頭對(duì)頭重疊，所以含有的共價(jià)鍵用符號(hào)表示為δ_s-p，故答案為：δ_s-p；
（3）非金屬性越強(qiáng)，元素的氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：O＞S＞Se，所以穩(wěn)定性：H₂O＞H₂S＞H₂Se；
H₂O可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高，H₂Se相對(duì)分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點(diǎn)高，所以沸點(diǎn)：H₂O＞H₂Se＞H₂S，
故答案為：H₂O＞H₂S＞H₂Se；非金屬性越強(qiáng)，元素的氫化物越穩(wěn)定；H₂O＞H₂Se＞H₂S；H₂O可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高，H₂Se相對(duì)分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點(diǎn)高．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查價(jià)層電子對(duì)互斥理論、共價(jià)鍵的成鍵方式、氫鍵、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律等，綜合性較大，難度中等，是對(duì)知識(shí)的直接運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)．