Question

【題目】硫及其化合物有許多用途。相關物質的物理常數如表所示：

	H2S	S8	FeS2	SO2	SO3	H2SO4
熔點/℃	-85.5	115.2	>600(分解)	75.5	16.8	10.3
沸點/℃	-60.3	444.6		-10.0	45.0	337.0

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，該晶胞中FeS2個數___________，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/cm3.(寫出表達式) ；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長為______nm。

Answer 1

【答案】 啞鈴 H2S S8與SO2都是分子晶體，S8相對分子質量比SO2大，S8的分子間作用力大于SO2，所以熔沸點S8＞SO2 平面正三角 2 sp3 4 a

【解析】

(1)基態Fe原子價層電子為其3d、4s能級上電子；基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)H2S中S原子價層電子對個數=2+=4、SO2中S原子價層電子對個數=2+=3、SO3中S原子價層電子對個數=3+=3；

(3)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正比，分子間作用力與其相對分子質量成正比；

(4)SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型；該分子中S-O原子之間存在共價鍵；該分子中每個S原子價層電子對個數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；

(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長根據正方形對角線的長度計算。

(1)基態Fe原子的核外價電子排布式為[Ar]3d64S2，基態Fe原子價層電子為其3d、4s能級上電子，則基態Fe原子的核外價電子排布圖為；基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)H2S中S原子價層電子對個數=2+=4、SO2中S原子價層電子對個數=2+=3、SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是H2S；

(3)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正比，分子間作用力與其相對分子質量成正比，S8相對分子質量大于SO2，所以分子間作用力S8大于SO2，導致熔沸點S8大于O2；

(4)SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型為平面正三角形；該分子中S-O原子之間存在σ和離域大π鍵，所以共價鍵類型2種；該分子中每個S原子價層電子對個數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型為sp3；

(5)該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，該晶胞中FeS2個數為4；晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，則晶體密度===g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長=××anm=anm。