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：

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anm、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Fe^2＋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 g/cm3

【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sp3、sp2、sp2，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，硫原子个数是8×+6×＝4，晶胞边长为anm、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。