Question

4．氧是地殼中含量最多的元素
（1）氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為2個(gè)．
（2）H₂O分子內(nèi)的O-H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為O-H鍵、氫鍵、范德華力．

（3）H⁺可與H₂O形成H₃O⁺，H₃O⁺原子采用sp³雜化．H₃O⁺中H-O-H鍵角比H₂O中H-O-H鍵角大，原因?yàn)镠₂O中O原子有兩對(duì)孤對(duì)電子，H₃O⁺中O原子有一對(duì)孤對(duì)電子，排斥力較小．
（4）CaO與Nacl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為agcm^-3表示阿伏伽德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為
$\frac{224}{aN{\;}_{A}}$Cm³．

Answer 1

分析 （1）s能級(jí)有一個(gè)軌道，最多排2個(gè)電子，p能級(jí)有3個(gè)軌道，每個(gè)軌道最多排2個(gè)電子，結(jié)合洪特規(guī)則分析；
（2）化學(xué)鍵的鍵能大于氫鍵的鍵能，氫鍵的鍵能大于分子間作用力；氫鍵對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，分子間氫鍵使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高，分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的沸點(diǎn)降低；
（3）先確定VSEPR模型，然后在確定中心原子的雜化軌道類型；一般來說，相互之間排斥力的大小為：孤電子對(duì)間的排斥力＞孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力＞成鍵電子對(duì)間的排斥力；
（4）先計(jì)算一個(gè)氧化鈣分子的質(zhì)量，再用均攤法求出一個(gè)晶胞含有的陰陽離子數(shù)，然后根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$求出其體積．

解答 解：（1）氧元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，4個(gè)電子在三個(gè)軌道中排布，故未成對(duì)電子數(shù)為2個(gè)，故答案為：2；
（2）共價(jià)鍵的鍵能大于氫鍵的作用力，氫鍵的作用力還大于范德華力，故H₂O分子內(nèi)的O-H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為O-H鍵、氫鍵、分子間的范德華力；含分子間氫鍵的物質(zhì)的沸點(diǎn)大于分子內(nèi)氫鍵物質(zhì)的沸點(diǎn)，因此原因是前者易形成分子間氫鍵，后者易形成分子內(nèi)氫鍵．
故答案為：O-H鍵、氫鍵、范德華力；形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大；
（3）H₃O⁺價(jià)層電子對(duì)模型為四面體，氧原子采取sp³雜化．
H₂O中O原子有兩對(duì)孤對(duì)電子，H₃O⁺中O原子有一對(duì)孤對(duì)電子，因?yàn)楣码娮訉?duì)間的排斥力＞孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力＞成鍵電子對(duì)間的排斥力，導(dǎo)致H₃O⁺中H-O-H鍵角比H₂O中H-O-H鍵角大．
故答案為：sp³；H₂O中O原子有兩對(duì)孤對(duì)電子，H₃O⁺中O原子有一對(duì)孤對(duì)電子，排斥力較��；
（4）1個(gè)“CaO”的質(zhì)量為$\frac{56g/mol}{N{\;}_{A}/mol}$=$\frac{56}{N{\;}_{A}}$，而用均攤法算出一個(gè)晶胞含有4個(gè)“CaO”，即一個(gè)晶胞質(zhì)量為$\frac{56}{N{\;}_{A}}$×4=$\frac{224}{N{\;}_{A}}$g，又有ρ=$\frac{m}{ρ}$，則V=$\frac{m}{ρ}$，
V=$\frac{224}{N{\;}_{A}}$g÷ag/cm³=$\frac{224}{aN{\;}_{A}}$，則CaO晶胞體積為 $\frac{224}{aN{\;}_{A}}$．
故答案為：$\frac{224}{aN{\;}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題把物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與有機(jī)化合物的性質(zhì)融合成一體，考查學(xué)生對(duì)元素推理、原子軌道雜化類型、分子空間結(jié)構(gòu)、氫鍵、等電子體原理、晶胞結(jié)構(gòu)等知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力．本題基礎(chǔ)性較強(qiáng)，難度較大，注意晶胞體積的計(jì)算方法．