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）Fe在元素周期表的位置為__，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apm、FeS2的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，則FeS2的摩爾質量M的計算表達式為__g·mol-1；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為___pm。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 啞鈴(紡錘) H2S S8相對分子質量大，分子間范德華力強 平面三角 2 sp3 ×10-30 a

【解析】

(1)根據基態原子的核外電子排布式及原子軌道類型分析解答；

(2)根據價層電子對互斥理論，計算中心原子的價層電子對數；

(3)根據晶體類型及影響分子間作用力因素分析解答；

(4)根據價層電子對互斥理論分析分子空間結構及軌道雜化類型；

(5)均攤法計算該晶胞中S22-和Fe2+個數，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每個面對角線長度的一半。

(1) Fe為26號元素，基態原子電子排布式為1s22s22p63s2 3p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族；S為16號原子，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，故答案為：第四周期第Ⅷ族；啞鈴；

(2) H2S中S原子原子價層電子對個數=，SO2中S原子原子價層電子對個數=，SO3中S原子價層電子對個數=，則中心原子價層電子對數不同于其他分子的是H2S，故答案為：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SO2，故答案為：S8相對分子質量大，分子間范德華力強；

(4) SO3的氣態分子中S原子價層電子對個數為，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，故答案為：平面三角；2；sp3；

(5)如圖C，S22-在頂點和面心，數目為：，Fe2+在體心和棱上，數目為：，所以每個晶胞含有4個FeS2，在根據其晶體密度，則M的計算表達式為：×10-30；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每個面對角線長度的一半，即為a，故答案為：×10-30；a。