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)時價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鍵可用符號表示為：δs-s，p軌道與p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵可用符號δp-p，則H₂O分子含有的共價鍵用符號表示為δ_s-p．
（4）試比較同主族元素的氫化物H₂O、H₂S和H₂Se的穩(wěn)定性和沸點高低，并說明理由．
穩(wěn)定性：H₂O＞H₂S＞H₂Se理由：非金屬性越強，元素的氫化物越穩(wěn)定．沸點：H₂O＞H₂Se＞H₂S理由：H₂O可形成分子間氫鍵，沸點最高，H₂Se相對分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子核外電子排布原則：電子優(yōu)先單獨占據(jù)1個軌道，且自旋方向相同是，能量最低，根據(jù)此原則進(jìn)行書寫；
（2）先計算其價層電子對，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軌道以頭對頭重疊；
（4）根據(jù)元素的非金屬性越強，元素的氫化物越穩(wěn)定；H₂O分子之間存在氫鍵，沸點最高，H₂Se與H₂S大結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力大，沸點越高．

解答 解：（1）由于簡并軌道（能級相同的軌道）中電子優(yōu)先單獨占據(jù)1個軌道，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：，價電子排布圖為：，故答案為：；
（2）H₃O⁺中價層電子對$\frac{6+1×3-1}{2}$=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軌道以頭對頭重疊，所以含有的共價鍵用符號表示為δ_s-p，故答案為：δ_s-p；
（3）非金屬性越強，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，沸點最高，H₂Se相對分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點高，所以沸點：H₂O＞H₂Se＞H₂S，
故答案為：H₂O＞H₂S＞H₂Se；非金屬性越強，元素的氫化物越穩(wěn)定；H₂O＞H₂Se＞H₂S；H₂O可形成分子間氫鍵，沸點最高，H₂Se相對分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力大，因而H₂Se比H₂S沸點高．

點評 本題主要考查價層電子對互斥理論、共價鍵的成鍵方式、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，是對知識的直接運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)．