Question

硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：

	H2S	S8	FeS2	SO2	SO3	H2SO4
熔点/℃	−85.5	115.2	>600（分解）	−75.5	16.8	10.3
沸点/℃	−60.3	444.6	−10.0	45.0	337.0

回答下列问题：

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。

（2）根据价层电子对互斥理论，H₂S、SO₂、SO₃的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。

（3）图（a）为S₈的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

（5）FeS₂晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS₂相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N_A，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm⁻³；晶胞中Fe²⁺位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。

Answer

哑铃（纺锤） H2S S8相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 2 sp3

【解析】

（1）根据铁、硫的核外电子排布式解答；

（2）根据价层电子对互斥理论分析；

（3）根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断；

（4）根据价层电子对互斥理论分析；

（5）根据晶胞结构、结合密度表达式计算。

（1）基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图（轨道表达式）为；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。

（2）根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是，因此不同其他分子的是H2S。

（3）S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于S8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多；

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，根据（2）中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有2种，即σ键、π键；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子形成4个共价键，因此其杂化轨道类型为sp3。

（5）根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×1/4+1＝4，硫原子个数是8×1/8+6×1/2＝4，晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则其晶体密度的计算表达式为；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为nm。