Question

氧是地壳中含量最多的元素．

（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为　　个．

（2）H₂O分子内的O﹣H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为　．的沸点比高，原因是　　．

（3）H⁺可与H₂O形成H₃O⁺，H₃O⁺原子采用　　杂化．H₃O⁺中H﹣O﹣H键角比H₂O中H﹣O﹣H键角大，原因为　　．

Answer 1

考点：

化学键和分子间作用力的区别；键能、键长、键角及其应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；氢键的存在对物质性质的影响．

分析：

（1）s能级有一个轨道，最多排2个电子，p能级有3个轨道，每个轨道最多排2个电子，结合洪特规则分析；

（2）化学键的键能大于氢键的键能，氢键的键能大于分子间作用力；氢键对物质的物理性质产生影响，分子间氢键使物质的沸点升高，分子内氢键使物质的沸点降低；

（3）先确定VSEPR模型，然后在确定中心原子的杂化轨道类型；一般来说，相互之间排斥力的大小为：孤电子对间的排斥力＞孤电子对与成键电子对间的排斥力＞成键电子对间的排斥力．

解答：

解：（1）氧元素基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，4个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为2个，故答案为：2；

（2）共价键的键能大于氢键的作用力，氢键的作用力还大于范德华力，故H₂O分子内的O﹣H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为O﹣H键、氢键、分子间的范德华力；含分子间氢键的物质的沸点大于分子内氢键物质的沸点，因此原因是前者易形成分子间氢键，后者易形成分子内氢键．

故答案为：O﹣H键、氢键、范德华力；形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大；

（3）H₃O⁺价层电子对模型为四面体，氧原子采取sp³杂化．

H₂O中O原子有两对孤对电子，H₃O⁺中O原子有一对孤对电子，因为孤电子对间的排斥力＞孤电子对与成键电子对间的排斥力＞成键电子对间的排斥力，导致H₃O⁺中H﹣O﹣H键角比H₂O中H﹣O﹣H键角大．

故答案为：sp³；H₂O中O原子有两对孤对电子，H₃O⁺中O原子有一对孤对电子，排斥力较小．

点评：

本题把物质结构和性质与有机化合物的性质融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理等知识的掌握和应用能力．本题基础性较强，难度较大．