Question

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

（1）S單質的常見形式是S₈，其環狀結構如圖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電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態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為

O＞S＞Se

；
（3）Se的原子序數為

34

，其核外M層電子的排布式為

3s²3p⁶3d¹⁰

；
（4）H₂Se的酸性比 H₂S

強

（填“強”或“弱”）．氣態SeO₃分子的立體構型為

平面三角形

，

SO

2- 3

離子的立體構型為

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，請根據結構與性質的關系解釋：
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離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子

；
②H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性強的原因：

H₂SeO₃和H₂SeO₄可表示為（HO）SeO和（HO）SeO₂．H₂SeO₃中Se為+4價，而H₂SeO₄中Se為+6價，正電性更高．導致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、光導體材料、涂料、顏料等行業中應用廣泛．立方ZnS晶體結構如圖2所示，其晶胞邊長為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分子結構可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對數為2，孤電子對數為2，即價層電子對數為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，根據核外電子排布規律規律書寫Se的價層電子的電子排布式；
（4）根據中心原子形成的價層電子對判斷雜化類型和分子的立體構型；
（5））①酸第一步電離產生的酸根陰離子帶有負電荷，由于異種電荷相互吸引，第一步產生的H⁺抑制第二步電離；
②H₂SeO₃的分子結構為，Se為+4價，而H₂SeO₄的分子結構為，Se為+6價，后者Se原子吸電子能力強；
（6）第一問我們常碰到，后面一問要注意四個Zn²⁺在體內的四個小立方體的中心，不在同一平面上，過b向上面作垂線，構成直角三角形，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）．

解答：解：（1）由S₈分子結構可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對數為2，孤電子對數為2，即價層電子對數為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）同主族元素對應的氫化物中，元素的非金屬性越強，對應的氫化物的酸性越弱，則H₂Se的酸性比H₂S強，
氣態SeO₃分子中Se形成3個δ鍵，沒有孤電子對，為平面三角形分子，SO₃^2-中S形成3個δ鍵，孤電子對數為

6+2-2×3

2

=1，則為三角錐形，
故答案為：強；平面三角形；三角錐形；
（5）①酸第一步電離產生的酸根陰離子帶有負電荷，吸引H⁺，同時產生的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，導致第一步電離后生成的負離子較難再進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離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子；
②H₂SeO₃的分子結構為，Se為+4價，而H₂SeO₄的分子結構為，Se為+6價，后者Se原子吸電子能力強，導致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，而H₂SeO₄中Se為+6價，正電性更高．導致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離子位于頂點和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4，Zn離子位于體心，共4個，則晶胞中平均含有4個ZnS，質量為

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Zn²⁺在體內的四個小立方體的中心，不在同一平面上，過b向上面作垂線，構成直角三角形，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），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

點評：本題綜合考查物質結構與性質相關知識，涉及雜化軌道、第一電離能、電負性、電子排布式、分子的立體構型、晶胞的計算等，難度較大，需要學生具有扎實的基礎與靈活運用的能力．