Question

[化学—选修3：物质结构与性质]

硫化锌（ZnS）晶体用作分析试剂、荧光体、光导体材，久置湿空气中易被氧化为ZnSO₄。回答下列问题：

⑴写出基态Zn原子的价电子排布式__________，基态S原子核外未成对电子数为_____。

⑵ZnSO₄中三种元素的电负性由大到小的顺序为_____________________，SO₄^2－的立体构型为________________，其中S的杂化轨道类型为_________。

⑶硫酸锌溶于氨水可生成[Zn(NH₃)₄]SO₄溶液，[Zn(NH₃)₄]SO₄溶液中不存在的微粒间作用力有___________。

a.离子键        b.共价键        c.配位键        d.范德华力        e.氢键

⑷根据下列锌卤化物的熔点和溶解性，判断ZnF₂晶体的类型为___________；分析ZnCl₂、ZnBr₂、ZnI₂熔点依次增大的原因________________。

	ZnF2	ZnCl2	ZnBr2	ZnI2
熔点/℃	872	275	394	446
在乙醇、乙醚中溶解性	不溶	溶解	溶解	溶解

⑸立方ZnS晶体的密度为ρg·cm^-3，其晶胞结构如图。S^2－周围等距离且最近的Zn²⁺、S^2－依次为______、______；ZnS晶胞中的晶胞参数a=________nm(列出计算式)。

Answer

3d104s22O、S、Zn正四面体形sp3a离子晶体ZnCl2 、ZnBr2、ZnI2都是分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔沸点升高。412

【解析】

⑴Zn的核电荷数为30，基态Zn原子的电子排布式为[Ar]3d104s2，价电子排布式3d104s2，硫的核电荷数为16，电子排布式为1s22s22p63s23p4，3p轨道上有2个未成对电子；

⑵ZnSO4中三种元素为Zn、O、S，非金属性的强弱顺序为O＞S，Zn为金属元素，则电负性由大到小的顺序为O＞S＞Zn，硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数=0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；

（3）[Cu（NH3）4]SO4中存在离子键、共价键、配位键，不存在范德华力、金属键，答案为d；

⑷ZnF2晶体的熔点比ZnCl2、ZnBr2高，且不溶于有机溶剂，可判断晶体类型为离子晶体；ZnCl2 、ZnBr2、ZnI2都是分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强ZnCl2、ZnBr2、ZnI2熔点依次增大的原因；

⑸在ZnS晶胞结构中S2－周围等距离且最近的Zn2+为4，S2－周围等距离且最近的S2－依次为12；ZnS晶胞中的晶胞参数a为xnm，则晶胞的体积为(x×10-6cm)3，晶胞中含有4个ZnS，则1mol晶胞的质量为97×4g，1mol晶胞的体积为(x×10-7cm)3×6.02×1023，则ZnS晶体的密度为ρg·cm-3=(97×4g)÷[(x×10-7cm)3×6.02×1023]，解得x=nm。