Question

【題目】(1)氣態三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為________形，從電子云重疊方式看共價鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。

(2)某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示，其中更穩定的Cu替代型產物的化學式為__。

圖1　FexNy晶胞結構示意圖圖2轉化過程的能量變化

(3)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立體結構，邊長為a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為__ nm，與K緊鄰的O個數為____。

(4)在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_______位置，O處于______位置。

Answer 1

【答案】平面三角 2 sp3 Fe3CuN 0.315 (或 ×0.446) 12 體心 棱心

【解析】

(1) SO3中S原子價層電子對數=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原子價層電子對數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；

(2) 能量越低越穩定，故Cu替代a位置的Fe形成的物質更穩定，形成晶胞中N原子處于體心、Cu原子處于頂點、Fe原子處于面心，利用均攤法計算晶胞中各原子數目，進而確定化學式；

(3) K與O間的最短距離為面對角線的一半；O位于面心，K位于頂點，1個面心為2個晶胞共有，1個頂點為8個晶胞共有；

(4) 在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，個數為8×=1，則K也為1，應位于體心，則O位于棱心，個數為12×=3。

(1) SO3中S原子價層電子對數=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；

(2) 能量越低越穩定，故Cu替代a位置的Fe形成的物質更穩定，形成晶胞中N原子處于體心、Cu原子處于頂點、Fe原子處于面心，晶胞中N原子數目=1，N(Cu)=8×=1，N(Fe)=6×=3，故化學式為：Fe3CuN；

(3) K與O間的最短距離為面對角線的一半，則K與O間的最短距離為×0.446nm=0.315nm，O位于面心，K位于頂點，1個面心為2個晶胞共有，1個頂點為8個晶胞共有，即與K緊鄰的O個數為=12個；

(4) 在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，個數為8×=1，則K也為1個，應位于體心，則O位于棱心，每個棱為4個晶胞共有，則O個數為12×=3。