题目内容
【题目】硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为____________________________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__。
(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为__________________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为______________________________g·cm-3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为________nm。
【答案】哑铃(纺锤)H2SS8相对分子质量大,分子间范德华力强平面三角2sp3g/cm3
【解析】
(1)根据铁、硫的核外电子排布式解答;(2)根据价层电子对互斥理论分析;(3)根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断;(4)根据价层电子对互斥理论分析;(5)根据晶胞结构、结合密度表达式计算。
(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ;基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则电子占据最高能级是3p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形;
(2)根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是 ,因此不同其他分子的是H2S;
(3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体,由于S8相对分子质量大,分子间范德华力强,所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多;
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子形成4个共价键,因此其杂化轨道类型为sp3;
(5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×+1=4,硫原子个数是8×+6×=4,晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则其晶体密度的计算表达式为;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长是面对角线的一半,则为nm。