Question

【題目】硫和鋅及其化合物用途廣泛。回答下列問題：

（1）基態硫原子的價電子排布圖為___________。

（2）已知基態鋅、銅的電離能如表所示：

由表格數據知，I2(Cu)＞I2(Zn)的原因是__________。

（3）H2O分子中的鍵長比H2S中的鍵長______（填“長”或“短”）。H2O分子的鍵角比H2S的鍵角大，其原因是_______。

（4）S8與熱的濃NaOH溶液反應的產物之一為Na2S3,S32-的空間構型為_________。

（5）噻吩（）廣泛應用于合成醫藥、農藥、染料工業。

①噻吩分子中的大π鍵可用符號 表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數（如苯分子中的大π鍵可表示為 ），則噻吩分子中的大π鍵應表示為______。

②噻吩的沸點為84 ℃，吡咯（）的沸點在129～131 ℃之間，后者沸點較高，其原因是___。1 mol吡咯含____mol σ鍵。

（6）硫化鋅是一種半導體材料，其晶胞結構如圖所示。

已知：硫化鋅晶體密度為d g·cm3，NA代表阿伏加德羅常數的值，則Zn2和S2之間的最短核間距（x）為_________nm（用代數式表示）。

Answer 1

【答案】 Zn 失去第二個電子達到 3d10 穩定結構，而 Cu 失去第一個電子即達到穩定結構 短 氧原子半徑小于硫，水分子中成鍵電子對之間排斥力大于 H2S V 形 吡咯分子間存在氫鍵 10

【解析】

(1)硫為16號元素，據此書寫價電子排布圖；

(2)Zn 為30號元素，價電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2， Cu為29號元素，價電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，據此分析I2(Cu) ＞I2(Zn) 的原因；

(3)O原子半徑比S原子半徑小；O的電負性大于S，鍵合電子對偏向O，據此分析解答；

(4)根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數計算S32-的中心原子S的價層電子對數分析判斷；

(5)①噻吩()分子為平面結構，環中存在兩根π鍵，S的pz軌道中一對電子與環上的π電子共軛，形成離域大π鍵，據此分析解答；②吡咯環中存在N，N的電負性較S大，吡咯能形成分子間氫鍵；根據吡咯()的結構判斷1 mol吡咯含有的σ鍵數；

(6)根據均攤法計算晶胞中Zn、S原子數目，確定晶胞質量，根據晶胞的密度計算晶胞棱長，Zn2和S2之間的最短核間距(x)為體對角線長度的，據此分析計算。

(1)硫為16號元素，最外層有6個電子，價電子排布圖為，故答案為：；

(2)Zn 為30號元素，價電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，失去第二個電子達到 3d10 穩定結構，而 Cu為29號元素，價電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去第一個電子即達到穩定結構，使得I2(Cu) ＞I2(Zn) ，故答案為：Zn 失去第二個電子達到 3d10 穩定結構，而 Cu 失去第一個電子即達到穩定結構；

(3)O原子半徑比S原子半徑小，使得H2O分子中的鍵長比H2S中的鍵長短；O的電負性大于S，鍵合電子對偏向O，鍵合電子對與鍵合電子對間斥力增大，鍵角增大，使得H2O分子中的鍵角∠HOH 比H2S分子中的鍵角∠HSH 大，故答案為：短：氧原子半徑小于硫，水分子中成鍵電子對之間排斥力大于 H2S；

(4)單質硫與熱的NaOH 濃溶液反應的產物之一為Na2S3，S32-屬多硫鏈的一種，S32-的中心原子S的價層電子對數=2+=4，采用sp3雜化，中心原子形成2個σ鍵、還有2個孤電子對，因此S32-的空間構型為V形，故答案為：V形；

(5)①噻吩()分子為平面結構，環中存在兩根π鍵，S原子價電子排布式為3s23p4，S的pz軌道中一對電子與環上的π電子共軛，形成離域大π鍵，形成五中心六電子的離域大π鍵，記為，故答案為：；

②噻吩的沸點為84℃，吡咯( )的沸點在129～131℃之間，后者沸點較高，因為吡咯環中存在N，N的電負性較S大，吡咯能形成分子間氫鍵使沸點升高，而噻吩分子間不能形成氫鍵，根據吡咯()的結構可知，1 mol吡咯含有4molC-H鍵、1molC-C鍵、2molC=C鍵、2molC-N鍵、1molN-H鍵，共含10mol σ鍵，故答案為：吡咯分子間存在氫鍵；10；

(6)晶胞中Zn原子數目=4、S原子數目=8×+6×=4，晶胞質量==g，設晶胞棱長為 a nm，則dgcm-3×(a×10-7 cm)3=g，解得a=×107 nm，Zn2和S2之間的最短核間距(x)為體對角線長度的，因此Zn2和S2之間的最短核間距(x)為××107 nm，故答案為：××107 。