Question

主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布．元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小．
（1）A与B形成两种化合物A₂B₂和A₂B，其中B的杂化方式分别为

 

、

 

．
（2）A₂B、NH₃、SiH₄的键角由大到小依次为

 

（填化学式）．A₂B由液态形成晶体时密度减小，主要原因是

 

．

Answer 1

分析：根据主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布，则A为H；
根据同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的，元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小，则元素B为O；
（1）根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化方式及粒子的空间构型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，2个σ键个2个孤电子对采用sp³杂化；
（2）根据孤电子对与成键电子之间的作用力大，孤电子对越多，键角减小；根据冰中水分子之间存在氢键，构成空间四正面体网状结构．

解答：解：由题意知：A为H，B为O；
（1）H与O形成两种化合物H₂O₂和H₂O，其中O的价层电子对个数都等于=σ键个数+孤电子对个数=2+2=4，采用sp³杂化；
故答案为：sp³；sp³；
（2）H₂O、NH₃、SiH₄中中心原子的价层电子对个数分别为2+2=4，3+1=4，4+0=4，都采用sp³杂化，轨道构型为正四面体，键角为109.5°，由于H₂O、NH₃中中心原子分别存在2对、1对孤电子对，使得角减小，孤电子对越多，键角减小，所以键角由大到小依次为：SiH₄、NH₃、H₂O；冰中水分子之间存在氢键，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间四正面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小．
故答案为：SiH₄、NH₃、H₂O；形成晶体时每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间四正面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小．

点评：本题考查了杂化方式的判断以及氢键对物理性质的影响，根据价层电子对互斥理论来分析杂化方式即可，难度不大．