Question

【題目】硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數如下表所示：

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

回答下列問題：

(1)基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為__________形。

(2)圖(a)為S8的結構，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為________。

(3)氣態三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為__________形，其中共價鍵的類型有__________種；固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為__________。

(4)根據價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態分子中，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是__________。

(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為____________g/cm3；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為__________nm。

晶胞有兩個基本要素：

(6)晶胞的一個基本要素：原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0，0，0）；B為(，0，)；C為(，，0)。則D原子的坐標參數為__________。

Answer 1

【答案】啞鈴 S8與SO2都是分子晶體，S8相對分子質量比SO2的大，則S8的分子間作用力大于SO2，所以物質的熔沸點：S8>SO2 平面三角 2 sp3 H2S (，，)

【解析】

(1)基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)S8、SO2都屬于分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力成正相關，分子間作用力與其相對分子質量成正相關；

(3)SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，且S不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型；該分子中S-O原子之間存在共價鍵；該分子中每個S原子價層電子對個數都是4，根據價層電子對互斥理論判斷S原子雜化類型；

(4)H2S、SO2、SO3的氣態分子中S原子價層電子對個數分別為2+=4，2+=3，3+=3，然后判斷其空間構型，再進行比較；

(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度ρ=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長為每個面對角線長度的一半。

(6)Ge單晶的晶胞中原子坐標參數A為(0，0，0)、B為(，0，)，C為(，，0)，則D原子在x、y、z軸上的投影分別為、、。

(1)基態S原子電子占據的能級有1s、2s、2p、3s、3p，最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)S8、SO2都分子晶體，分子晶體熔沸點與其分子間作用力有關，分子間作用力與其相對分子質量有關，S8相對分子質量大于SO2，所以分子間作用力S8大于SO2，導致熔沸點S8大于SO2；

(3)SO3中S原子價層電子對個數=3+=3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型為平面正三角形，其中共價鍵的類型有σ鍵和π鍵2種；根據固體三氧化硫中存在的三聚分子結構可知，該分子中S原子形成了4個σ鍵，故其雜化軌道類型為sp3。

(4)H2S、SO2、SO3的氣態分子中S原子價層電子對個數分別為2+=4，2+=3，3+=3，可見空間構型不同的是H2S；

(5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度ρ=g/cm3= g/cm3。晶體中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長為每個面對角線長度的一半=a nm；

(6)Ge單晶的晶胞中原子坐標參數A為(0，0，0)、B為(，0，)，C為(，，0)，D點周圍距離最近的4個原子形成正四面體結構，D與頂點A的連線處于晶胞體對角線上，過面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側面將晶胞2等分，同理過D原子的且平衡側面的平面將半個晶胞2等份，則AD長度等于晶胞體對角線長度的，可知D到各坐標平面的距離均為晶胞棱長的，則D原子在x、y、z軸上的投影分別為、、，所以D點的坐標為(，，)。