Question

（12分）氫是最小的原子，但是它對于世界上物質結構和種類的豐富性卻起著舉足輕重的作用。氫與許多元素都能形成簡單的無機小分子，其分子結構往往與中心原子的性質有關。

⑴ NH₃、PH₃、AsH₃、SbH₃分子的鍵角分別為107.3、93.3、91.8、91.3度，試解釋其鍵角逐漸減小的原因                                                。

⑵ 試預測CH₄、NH₃、H₂O分子的鍵角大小順序                           。

⑶ 最新研究發現，水能凝結成13種類型的結晶體，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性質：有在－30℃才凝固的超低溫冰，它的堅硬程度可和鋼相媲美，能抵擋炮彈轟擊；有在180℃高溫下依然不變的熱冰；還有的冰密度比水大，號稱重冰。

① 重冰屬于立方晶系，結構如左下圖，晶胞參數a＝0.333.7pm（即圖中立方體的邊長，1pm＝10^－12m），計算其密度為　　　　　。其中氧原子的雜化方式為  　　 。

② 普通冰屬于六方晶系，晶胞參數為a＝452pm，c＝737pm，γ＝120°，如右上圖，白球表示氧原子，一個晶胞中有4個水分子，計算其密度為            。并與重冰比較，可能的原因為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

Answer 1

⑴ 中心原子的電負性越大，相應的鍵角越大  sp³ 

⑵ CH₄>NH₃>H2O

⑶ 1.61g/cm³

⑷ 0.92g/cm³     可能原因：重冰晶體中，每個水分子與周圍水分子形成更多的氫鍵，從而結合力比普通冰更強，更致密，所以密度更大。