Question

9．ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表現出多種化合價，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）氧元素能形成繁多的氧化物，請寫出一個與CO₂互為等電子體的化合物CS₂或N₂O．
（2）把Na₂O、SiO₂、P₂O₅三種氧化物按熔沸點由高到低順序排列SiO₂＞Na₂O＞P₂O₅．
（3）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．
（4）Se原子基態核外電子的排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴；H₂Se的沸點：-41.1℃，H₂S的沸點：-60.4℃引起兩者沸點差異的主要原因是H₂Se分子間作用力強于H₂S．
（5）SO₃^2-離子中硫原子的雜化方式sp³，該離子的立體構型為三角錐形．
（6）金屬元素Ca的氧化物用作玻璃、瓷器的顏料、脫硫劑．其立方晶體的晶胞結構如圖所示，已知Ca²⁺的半徑為r₁cm，O^2-的半徑為r₂cm，該晶胞密度為ρg?cm^-3，阿伏加德羅常數用N_A表示，則該晶胞中離子體積占晶胞體積百分率為$\frac{π（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}ρ{N}_{A}}{42}$．

Answer 1

分析 （1）等電子體原子個數相等、價電子數相等；
（2）SiO₂為原子晶體，熔沸點取決于共價鍵鍵能；Na₂O為離子晶體，熔沸點取決于其晶格能；P₂O₅為分子晶體，熔沸點取決于分子間作用力；
（3）同主族元素從上到下，原子半徑越來越大，原子核對核外電子的吸引力越來越弱，第一電離能逐漸減小；
（4）Se原子序數為34，根據構造原理書寫該原子核外電子的排布式；分子晶體熔沸點與其相對分子質量成正比，與分子間作用力成正比；
（5）SO₃^2-離子價電子對數為$\frac{6+2}{2}$=4，形成4條新的雜化軌道，據此判斷雜化方式，并據此判斷立體構型；
（6）晶胞中白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球個數為4，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$，離子體積=4×$\frac{4}{3}$π（r₁+r₂）³cm³．

解答 解：（1）等電子體中原子個數相等、價電子數相等，與二氧化碳互為等電子體的有CS₂或N₂O，
故答案為：CS₂或N₂O；
（2）SiO₂為原子晶體，熔沸點取決于共價鍵鍵能，熔沸點很高；Na₂O為離子晶體，熔沸點取決于其晶格能，熔沸點較高；P₂O₅為分子晶體，熔沸點取決于分子間作用力，熔沸點較低，
故答案為：SiO₂＞Na₂O＞P₂O₅；
（3）同主族元素從上到下，原子半徑越來越大，原子核對核外電子的吸引力越來越弱，第一電離能逐漸減小，
故答案為：O＞S＞Se；
（4）Se原子序數為34，根據能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規則寫出為[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴，二者均由分子構成，熔沸點取決于分子間作用力，分子間作用力取決于相對分子質量，H₂Se的相對分子質量比H₂S大，因此H₂Se分子間作用力強于H₂S；
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴ ；H₂Se分子間作用力強于H₂S；
（5））SO₃^2-離子價電子對數為$\frac{6+2}{2}$=4，形成4條新的雜化軌道，采用了sp³雜化；孤電子對數=價電子對數-配位原子數=4-3=1，含有一對孤對電子，占據一條雜化軌道，對S-O鍵有排斥作用，S與O構成三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐；
（6）晶胞中白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球個數為4，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{56×4}{ρ{N}_{A}}$cm³，離子體積=4×$\frac{4}{3}$π（r₁+r₂）³cm³=$\frac{16}{3}$π（r₁+r₂）³cm³，
該晶胞中離子體積占晶胞體積百分率=$\frac{\frac{16}{3}π（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}}{\frac{56×4}{ρ{N}_{A}}}$=$\frac{π（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}ρ{N}_{A}}{42}$，
故答案為：$\frac{π（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}ρ{N}_{A}}{42}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、微粒空間關系判斷、原子核外電子排布等知識點，側重考查學生對基礎知識的靈活運用及空間想象、計算能力，難點是晶胞計算及等電子體的確定，題目難度中等．