2017年5月海底天然气水合物(俗称可燃冰)试采成功，这是我国能源开发的一次历史性突破。一定条件下，CH₄和CO₂都能与H₂O形成如图所示的笼状结构(表面的小球是水分子，内部的大球是CH₄分子或CO₂分子；“可燃冰”是CH₄与H₂O形成的水合物)，其相关参数见下表。

参数分子	分子直径/nm	分子与H2O的结合能E(kJ·mol-1)
CH4	0.436	16.40
CO2	0.512	29.91

(1)CH₄和CO₂所含的三种元素电负性从大到小的顺序为___________；碳原子的最高能级的符号是___________，其电子云形状是___________。
(2)分子中碳原子的杂化轨道类型为___________，分子的空间结构为___________。
(3)为开采海底的“可燃冰”，有科学家提出用置换的设想。已知图中笼状结构的空腔直径为，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是___________。
(4)“可燃冰”中分子间存在的作用力是氢键和___________，上图中最小的环中连接的原子总数是___________。