Question

ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：

（1）S单质的常见形式为S₈，其环状结构如图1所示，S原子采用的轨道杂化方式是

 

；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为

 

；
（3）Se原子序数为

 

，其核外M层电子的排布式为

 

；
（4）H₂Se的酸性比H₂S

 

（填“强”或“弱”）．气态SeO₃分子的立体构型为

 

，SO

2- 3

离子的立体构型为

 

；
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如图2所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为

 

g?cm^-3（列式并计算），a位置S^2-离子与b位置Zn²⁺离子之间的距离为

 

pm（列式表示）．

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据图片知，每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定S原子杂化方式；
（2）根据第一电离能递变规律判断；
（3）Se元素34号元素，M电子层上有18个电子，分别位于3s、3p、3d能级上；
（4）非金属性越强的元素，其与氢元素的结合能力越强，则其氢化物在水溶液中就越难电解，酸性就越弱；
根据价层电子对互斥理论确定气态SeO₃分子的立体构型、SO₃^2-离子的立体构型；
（5）利用均摊法计算晶胞中含有的硫原子和锌原子，根据ρ=

M NA

V

计算密度；每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270

2

pm，根据余弦定理计算白球和黑球之间的距离．

解答： 解：（1）根据图片知，每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对，所以每个S原子的价层电子对个数是4，则S原子为sp³杂化，
故答案为：sp³；
（2）同主族元素从上到下，原子半径越来越大，原子核对核外电子的吸引力越来越弱，第一电离能逐渐减小，故答案为：O＞S＞Se；
（3）Se元素34号元素，M电子层上有18个电子，分别位于3s、3p、3d能级上，所以其核外M层电子的排布式为3s²3p⁶3d¹⁰，故答案为：34；3s²3p⁶3d¹⁰；
（4）非金属性越强的元素，其与氢元素的结合能力越强，则其氢化物在水溶液中就越难电解，酸性就越弱，非金属性S＞Se，所以H₂Se的酸性比H₂S强，气态SeO₃分子中Se原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以其立体构型为平面三角形，SO₃^2-离子中S原子价层电子对个数=3+

1

2

（6+2-3×2）=4且含有一个孤电子对，所以其立体构型为三角锥形，
故答案为：强；平面三角形；三角锥形；
（5）黑球全部在晶胞内部，该晶胞中含有黑球个数是4，白球个数=

1

8

×8+

1

2

×6=4，ρ=

M NA

V

=

4×(65+32)g/mol 6.02×1023mol-1

(540×10-10cm)3

=4.1g/（cm）³，每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270

2

pm，设S^2-离子与Zn²⁺离子之间的距离为x，2x²-2x²cos109°28′=（270

2

）²，
x=

(270 2 )2 2(1-cos109°28′)

=

270

1-cos109°28′

pm；
故答案为：4.1；

270

1-cos109°28′

．

点评：本题考查了较综合，涉及原子杂化方式判断、粒子空间构型判断、晶胞的计算等知识点，这些知识点都是高考高频点，根据价层电子对互斥理论、元素周期律等知识点来分析解答，注意（4）氢化物酸性强弱比较方法，为易错点．本题难度较大，需要学生具有扎实的基础与灵活运用的能力．利用均摊法计算晶胞中含有的离子，运用余弦定理计算硫离子和锌离子之间的距离为难点．