Question

硫及其化合物有许多用途。相关物质的物理常数如表所示：

	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，该晶胞中FeS₂个数___________，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/cm³.(写出表达式) ；晶胞中Fe²⁺位于S₂^2-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。

Answer

哑铃 H2S S8与SO2都是分子晶体，S8相对分子质量比SO2大，S8的分子间作用力大于SO2，所以熔沸点S8＞SO2 平面正三角 2 sp3 4 a

【解析】

(1)基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子；基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3；

(3)S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比；

(4)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；该分子中S-O原子之间存在共价键；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型；

(5)晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，其晶体密度=；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长根据正方形对角线的长度计算。

(1)基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64S2，基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子，则基态Fe原子的核外价电子排布图为；基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形；

(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S；

(3)S8、SO2都分子晶体，分子晶体熔沸点与其分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比，S8相对分子质量大于SO2，所以分子间作用力S8大于SO2，导致熔沸点S8大于SO2；

(4)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形；该分子中S-O原子之间存在σ和离域大π键，所以共价键类型2种；该分子中每个S原子价层电子对个数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型为sp3；

(5)该晶胞中Fe2+个数=1+12×=4，S22-个数=8×+6×=4，该晶胞中FeS2个数为4；晶胞边长为anm=a×10-7cm，晶胞体积=(a×10-7cm)3，则晶体密度===g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面体的体心，该正八面体的边长=××anm=anm。