Question

【題目】硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數如下表所示：

回答下列問題：

(1)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為____________________________，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。

(2)根據價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態分子中，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是__。

(3)圖(a)為S8的結構，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為__________________。

(4)氣態三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為________形，其中共價鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。

(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M、阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為______________________________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為________nm。

Answer 1

【答案】啞鈴(紡錘)H2SS8相對分子質量大，分子間范德華力強平面三角2sp3g/cm3

【解析】

（1）根據鐵、硫的核外電子排布式解答；（2）根據價層電子對互斥理論分析；（3）根據影響分子晶體熔沸點高低的是分子間范德華力判斷；（4）根據價層電子對互斥理論分析；（5）根據晶胞結構、結合密度表達式計算。

（1）基態Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則其價層電子的電子排布圖（軌道表達式）為 ；基態S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，則電子占據最高能級是3p，其電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形；

（2）根據價層電子對互斥理論可知H2S、SO2、SO3的氣態分子中，中心原子價層電子對數分別是 ，因此不同其他分子的是H2S；

（3）S8、二氧化硫形成的晶體均是分子晶體，由于S8相對分子質量大，分子間范德華力強，所以其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多；

（4）氣態三氧化硫以單分子形式存在，根據（2）中分析可知中心原子含有的價層電子對數是3，且不存在孤對電子，所以其分子的立體構型為平面三角形。分子中存在氧硫雙鍵，因此其中共價鍵的類型有2種，即σ鍵、π鍵；固體三氧化硫中存在如圖（b）所示的三聚分子，該分子中S原子形成4個共價鍵，因此其雜化軌道類型為sp3；

（5）根據晶胞結構可知含有鐵原子的個數是12×+1＝4，硫原子個數是8×+6×＝4，晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數的值為NA，則其晶體密度的計算表達式為；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長是面對角線的一半，則為nm。