Question

ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）S單質(zhì)的常見(jiàn)形式為S₈，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示，S原子采用的軌道雜化方式是

 

；
（2）原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)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?yàn)?div id="qcnhspw" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

；
（3）H₂Se的酸性比H₂S

 

（填“強(qiáng)”或“弱”）．氣態(tài)SeO₃分子的立體構(gòu)型為

 

，SO₃^2-離子的立體構(gòu)型為

 

；
（4）H₂SeO₃的K₁和K₂分別為2.7×10^-3和2.5×10^-8，H₂SeO₄第一步幾乎完全電離，K₂為1.2×10^-2，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋?zhuān)?br />①H₂SeO₄和H₂SeO₃第一步電離程度大于第二部電離的原因：

 

；
②H₂SeO₄和H₂SeO₃酸性強(qiáng)的原因：

 

；
（5）ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛．立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540.0pm，a位置S^2-離子與b位置Zn²⁺離子之間的距離為

 

pm（列式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專(zhuān)題：

分析：（1）由S₈分子結(jié)構(gòu)可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為2，即價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4；
（2）同主族元素從上到下元素的第一電離能逐漸減�。�
（3）根據(jù)中心原子形成的價(jià)層電子對(duì)判斷雜化類(lèi)型和分子的立體構(gòu)型；
（4））①酸第一步電離產(chǎn)生的酸根陰離子帶有負(fù)電荷，由于異種電荷相互吸引，第一步產(chǎn)生的H⁺抑制第二步電離11；
②H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)；
（5）第一問(wèn)我們常碰到，后面一問(wèn)要注意四個(gè)Zn²⁺在體內(nèi)的四個(gè)小立方體的中心，不在同一平面上，過(guò)b向上面作垂線，構(gòu)成直角三角形，兩邊分別為

2

4

；

1

4

a，即可求出斜邊為

3

4

a（a 為晶胞邊長(zhǎng)）．

解答： 解：（1）由S₈分子結(jié)構(gòu)可知，在S₈分子中S原子成鍵電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為2，即價(jià)層電子對(duì)數(shù)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）同主族元素對(duì)應(yīng)的氫化物中，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物的酸性越弱，則H₂Se的酸性比H₂S強(qiáng)，
氣態(tài)SeO₃分子中Se形成3個(gè)δ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，為平面三角形分子，SO₃^2-中S形成3個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為

6+2-2×3

2

=1，則為三角錐形，
故答案為：強(qiáng)；平面三角形；三角錐形；
（4）①酸第一步電離產(chǎn)生的酸根陰離子帶有負(fù)電荷，吸引H⁺，同時(shí)產(chǎn)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(dǎo)致第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)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(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子；
②H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)，導(dǎo)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）SeO₂和 （HO）₂SeO₂．H₂SeO₃中Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄中Se為+6價(jià)，正電性更高．導(dǎo)致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，越易電離出H⁺；
（5）晶胞中含有S離子位于頂點(diǎn)和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4，Zn離子位于體心，共4個(gè)，則晶胞中平均含有4個(gè)ZnS，四個(gè)Zn²⁺在體內(nèi)的四個(gè)小立方體的中心，不在同一平面上，過(guò)b向上面作垂線，構(gòu)成直角三角形，兩邊分別為

2

4

；

1

4

a，即可求出斜邊為

3

4

a（a 為晶胞邊長(zhǎng)），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

1-cos109°28′

或

135 2

sin 109°28′ 2

，
故答案為：135

3

pm或

270

1-cos109°28′

或

135 2

sin 109°28′ 2

．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)知識(shí)，涉及雜化軌道、第一電離能、電負(fù)性、電子排布式、分子的立體構(gòu)型、晶胞的計(jì)算等，難度較大，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力．