Question

ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）S單質(zhì)的常見(jiàn)形式是S₈，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，S原子采用的軌道雜化方式是

sp³

；
（2）原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

O＞S＞Se

；
（3）Se的原子序數(shù)為

34

，其核外M層電子的排布式為

3s²3p⁶3d¹⁰

；
（4）H₂Se的酸性比 H₂S

強(qiáng)

（填“強(qiáng)”或“弱”）．氣態(tài)SeO₃分子的立體構(gòu)型為

平面三角形

，

SO

2- 3

離子的立體構(gòu)型為

三角錐形

；
（5）H₂SeO₃ 的K₁和K₂分別是2.7×10^-3和2.5×10^-8，H₂SeO₄的第一步幾乎完全電離，K₂是1.2×10^-2，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：
①H₂SeO₃和H₂SeO₄的第一步電離程度大于第二步電離的原因：

第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子

；
②H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性強(qiáng)的原因：

H₂SeO₃和H₂SeO₄可表示為（HO）SeO和（HO）SeO₂．H₂SeO₃中Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄中Se為+6價(jià)，正電性更高．導(dǎo)致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，越易電離出H⁺

．
（6）ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛．立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540.0pm，密度為

4×(65+32)g?mol-1 6.02×1023mol-1

(540.0×10-10cm)3

=4.1

g?cm^-3（列式并計(jì)算），a位置S^2-離子與b位置Zn²⁺離子之間的距離為

270.0

1-cos109°28′

或

135.0× 2

sin 109°28′ 2

或135

3

pm（列式表示）

Answer 1

分析：（1）由S₈分子結(jié)構(gòu)可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為2，即價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4；
（2）同主族元素從上到下元素的第一電離能逐漸減小；
（3）Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族，以此可確定原子序數(shù)，根據(jù)核外電子排布規(guī)律規(guī)律書(shū)寫(xiě)Se的價(jià)層電子的電子排布式；
（4）根據(jù)中心原子形成的價(jià)層電子對(duì)判斷雜化類型和分子的立體構(gòu)型；
（5））①酸第一步電離產(chǎn)生的酸根陰離子帶有負(fù)電荷，由于異種電荷相互吸引，第一步產(chǎn)生的H⁺抑制第二步電離；
②H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)；
（6）第一問(wèn)我們常碰到，后面一問(wèn)要注意四個(gè)Zn²⁺在體內(nèi)的四個(gè)小立方體的中心，不在同一平面上，過(guò)b向上面作垂線，構(gòu)成直角三角形，兩邊分別為

2

4

a；

1

4

a，即可求出斜邊為

3

4

a（a 為晶胞邊長(zhǎng)）．

解答：解：（1）由S₈分子結(jié)構(gòu)可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為2，即價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，因此S原子采用的雜化軌道方式為sp³，故答案為：sp³；
（2）同主族元素從上到下元素的第一電離能逐漸減小，則有O＞S＞Se，故答案為：O＞S＞Se；
（3）Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族，原子序數(shù)為34，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴，則核外M層電子的排布式為3s²3p⁶3d¹⁰，
故答案為：34；3s²3p⁶3d¹⁰；
（4）同主族元素對(duì)應(yīng)的氫化物中，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物的酸性越弱，則H₂Se的酸性比H₂S強(qiáng)，
氣態(tài)SeO₃分子中Se形成3個(gè)δ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，為平面三角形分子，SO₃^2-中S形成3個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為

6+2-2×3

2

=1，則為三角錐形，
故答案為：強(qiáng)；平面三角形；三角錐形；
（5）①酸第一步電離產(chǎn)生的酸根陰離子帶有負(fù)電荷，吸引H⁺，同時(shí)產(chǎn)生的H⁺抑制第二步電離，所以H₂SeO₄和H₂SeO₃第一步電離程度大于第二部電離程度，導(dǎo)致第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子，
故答案為：第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子；
②H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)，導(dǎo)致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，則羥基上氫原子更容易電離出H⁺，
故答案為：H₂SeO₃和H₂SeO₄可表示為 （HO）SeO和 （HO）SeO₂．H₂SeO₃中Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄中Se為+6價(jià)，正電性更高．導(dǎo)致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，越易電離出H⁺；
（6）晶胞中含有S離子位于頂點(diǎn)和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4，Zn離子位于體心，共4個(gè)，則晶胞中平均含有4個(gè)ZnS，質(zhì)量為

4×(65+32)g/mol

6.02×1023/mol

，晶胞的體積為（540.0×10^-10cm）³，則密度為

4×(65+32)g?mol-1 6.02×1023mol-1

(540.0×10-10cm)3

=4.1g?cm^-3，
四個(gè)Zn²⁺在體內(nèi)的四個(gè)小立方體的中心，不在同一平面上，過(guò)b向上面作垂線，構(gòu)成直角三角形，兩邊分別為

2

4

a；

1

4

a，即可求出斜邊為

3

4

a（a 為晶胞邊長(zhǎng)），則a位置S^2-離子與b位置Zn²⁺離子之間的距離為

3

4

×540.0pm=135

3

pm或 

270.0

1-cos109°28′

或

135.0× 2

sin 109°28′ 2

，
故答案為：

4×(65+32)g?mol-1 6.02×1023mol-1

(540.0×10-10cm)3

=4.1； 

270.0

1-cos109°28′

或

135.0× 2

sin 109°28′ 2

或135

3

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)知識(shí)，涉及雜化軌道、第一電離能、電負(fù)性、電子排布式、分子的立體構(gòu)型、晶胞的計(jì)算等，難度較大，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力．