题目内容
【题目】CH4、NH3、H2O、H2S、NH4NO3和ZnS是中学化学常见的六种化合物。回答下列问题:
(1)基态S原子有__________种不同能量的电子,与Zn同属ds区且同周期的元素基态原子核外电子排布式为____________________。
(2)H2O和H2S中,沸点较高的是__________,原因是___________________________________。
(3)CH4、NH3和H2O3种氢化物中,键角由大到小的顺序为_______________,其中NH3的VESEPR模型名称为____________。
(4)NO3-离子的几何构型为__________,NO3-离子的电子体有_____________(任写一种)。
(5)ZnS晶体结构有多种,其中一种晶体的晶胞结构如图所示,晶体中与S2-等距离且最近的S2-有_____个。已知该晶体的晶胞参数为anm,其密度为 ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为____________________________(用含字母a、ρ的表达式表示,列出计算式即可)。
【答案】 5 [Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) H2O H2O分子间能形成氢键 CH4>NH3>H2O 四面体形(或四面体) 平面三角形 CO32-或SiO32-或SO3或BF3等 12
【解析】(1)S的核外电子数是16,核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,所以基态S原子有5种不同能量的电子。与Zn同属ds区且同周期的元素是铜,铜的原子序数是29,根据核外电子排布规律可知其基态原子核外电子排布式为 [Ar]3d104s1。(2)由于H2O分子间能形成氢键,所以沸点较高的是H2O。(3)CH4、NH3和H2O三种物质的空间构型分别是正四面体、三角锥形和V形,则键角由大到小的顺序为CH4>NH3>H2O;由于氨气分子中氮原子含有一对孤对电子,则NH3的VESEPR模型名称为四面体形。(4)NO3-离子中中心原子的价层电子对数是3+(5+1-3×2)/2=3,不存在孤对电子,所以硝酸根的几何构型为平面三角形;原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,则与NO3-离子互为等电子体有CO32-或SiO32-或SO3或BF3等。(5)根据硫化锌的晶胞结构可知晶体中与S2-等距离且最近的S2-位于面心处,共计有12个。晶胞中硫离子个数是8×1/8+6×1/2=4,锌离子全部在晶胞中,也是4个。已知该晶体的晶胞参数为anm,其密度为 ρg·cm-3,则,解得。