题目内容

【题目】已知元素N、S、可形成多种物质,在工业生产上有着广泛的应用。请回答下列问题:

(1)Se与S是同族元素,请写出基态Se原子的电子排布式:__。N与S是不同族元素,请解释NH3在水中的溶解度比H2S大的原因:__。

(2)有一种由1~9号元素中的部分元素组成,且与SCl2互为等电子体的共价化合物,它的分子式为__。借助等电子体原理可以分析出SCN-中σ键和π键的个数比为__。

(3)已知的结构为其中S原子的杂化方式是__。

(4)N、P可分别形成多种三角锥形分子,已知NH3的键角大于PH3,原因是__。

(5)离子晶体中阳离子和阴离子的半径比不同可形成不同的晶胞结构,见下表:

半径比

0.225~0.414

0.414~0.732

0.732~1

典型化学式

立方ZnS

NaCl

CsCl

晶胞

已知某离子晶体RA,其阴阳离子半径分别为184pm和74pm,摩尔质量为Mg/mol,则阳离子配位数为__,晶体的密度为__g/cm3(列出计算式,无需化简,设NA为阿伏加德罗常数的值)。

【答案】[Ar]3d104s24p4或1s22s22p63s23p63d104s24p4 NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键,而H2S分子不能与H2O分子之间形成氢键 OF2 1:1 sp3杂化 由于电负性N>P>H,且氮原子半径小于磷原子半径,NH3分子中成键电子对彼此相距更近,斥力更大,所以键角NH3>PH3 4

【解析】

(1)元素Se处于第四周期VIA族,原子序数为34;NH3分子与H2O分子间形成氢键,H2S不能与H2O形成氢键;

(2)等电子体是指原子数目相等,价电子数目相等的粒子,利用原子替换书写,同主族元素原子价电子数目相等;

(3)的结构中两边的S原子均形成4个σ键且无孤对电子,中间的两个S原子均形成两个单键,且均有两对孤对电子;

(4)电负性N>P,且N原子半径小于P原子半径,NH3中成键电子对彼此相离更近,斥力更大;

(5)根据74÷184≈0.402,离子晶体RA的晶胞为立方ZnS型,晶胞中阴离子的配位数为4,晶胞中阴阳离子个数比为1:1.1个晶胞含有4个“RA”,结合摩尔质量计算晶胞中微粒总质量,阴阳离子半径之和为体对角线的,且体对角线为晶胞边长的倍,结合密度公式计算

(1)元素Se处于第四周期VIA族,原子序数为34,基态电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p4;N的电负性很大,使得NH3中N-H键极性非常强,N原子带有明显的负电荷,H2O强极性O-H中的H几乎成为裸露的质子,NH3分子与H2O分子间形成了O-H…N氢键,使NH3在水有很大的溶解度。H2S中S所带负电荷不足以使H2S与H2O形成氢键,所以H2S在水中溶解度较小,故答案为:[Ar]3d104s24p4或1s22s22p63s23p63d104s24p4;NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键,而H2S分子不能与H2O分子之间形成氢键;

(2)等电子体是指原子数目相等,价电子数目相等的粒子,由1~9号元素中的部分元素组成的物质中,与SCl2互为等电子体的共价化合物,只有OF2;SCN-与CO2互为等电子体,CO2的分子结构为O=C=O,其中σ键和π键的个数比为2:2=1:1,所以SCN-中σ键和π键的个数比为也1:1,故答案为:OF2;1:1;

(3)的结构中两边的S原子均形成4个σ键且无孤对电子,所以均为sp3杂化,中间的两个S原子均形成两个单键,且均有两对孤对电子,所以均为sp3杂化,故答案为:sp3杂化;

(4)NH3和PH3均是三角锥形结构,都有一对孤对电子的斥力影响,由于电负性N>P>H,且N原子半径小于P原子半径,NH3中成键电子对彼此相离更近,斥力更大,所以键角NH3>PH3,故答案为:由于电负性N>P>H,且氮原子半径小于磷原子半径,NH3分子中成键电子对彼此相距更近,斥力更大,所以键角NH3>PH3;

(5)根据74÷184≈0.402,离子晶体RA的晶胞为立方ZnS型,晶胞中可以看出阴离子的配位数为4,由于阴阳离子个数比为1:1,所以阳离子的配位数为4。1个晶胞含有4个“RA”,晶胞中微粒总质量=,阴阳离子半径之和为体对角线的,且体对角线为晶胞边长的倍,则晶体密度=,故答案为:4;。

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