Question

【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：

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

回答下列问题：

(1)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。

(2)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________。

(3)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__________。

(4)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__________。

(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、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/cm3；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。

晶胞有两个基本要素：

(6)晶胞的一个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0，0，0）；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为__________。

Answer 1

【答案】哑铃 S8与SO2都是分子晶体，S8相对分子质量比SO2的大，则S8的分子间作用力大于SO2，所以物质的熔沸点：S8>SO2 平面三角 2 sp3 H2S (，，)

【解析】

(1)基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)S8、SO2都属于分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正相关，分子间作用力与其相对分子质量成正相关；

(3)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，且S不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；该分子中S-O原子之间存在共价键；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型；

(4)H2S、SO2、SO3的气态分子中S原子价层电子对个数分别为2+=4，2+=3，3+=3，然后判断其空间构型，再进行比较；

(5)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，其晶体密度ρ=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半。

(6)Ge单晶的晶胞中原子坐标参数A为(0，0，0)、B为(，0，)，C为(，，0)，则D原子在x、y、z轴上的投影分别为、、。

(1)基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力有关，分子间作用力与其相对分子质量有关，S8相对分子质量大于SO2，所以分子间作用力S8大于SO2，导致熔沸点S8大于SO2；

(3)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形，其中共价键的类型有σ键和π键2种；根据固体三氧化硫中存在的三聚分子结构可知，该分子中S原子形成了4个σ键，故其杂化轨道类型为sp3。

(4)H2S、SO2、SO3的气态分子中S原子价层电子对个数分别为2+=4，2+=3，3+=3，可见空间构型不同的是H2S；

(5)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，该晶胞中该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，其晶体密度ρ=g/cm3= g/cm3。晶体中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为每个面对角线长度的一半=a nm；

(6)Ge单晶的晶胞中原子坐标参数A为(0，0，0)、B为(，0，)，C为(，，0)，D点周围距离最近的4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等份，则AD长度等于晶胞体对角线长度的，可知D到各坐标平面的距离均为晶胞棱长的，则D原子在x、y、z轴上的投影分别为、、，所以D点的坐标为(，，)。