Question

5．硫及其化合物具有廣泛的用途．回答下列問題：
（l）Se與S同主族，且為相鄰周期，基態(tài)Se原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²2p⁴
若ls²2s²2p⁶3s¹3p⁵是S原子的核外電子排布式，出現(xiàn)這種排布現(xiàn)象的原因是S原子3s軌道的1個電子激發(fā)到3p軌道．
（2）過渡金屬的硫酸鹽中形成的配合物較多．如Co（NH₃）₅ClSO₄就是一種配合物，Co化合價為+3，其中含有的化學鍵類型有離子鍵、共價鍵、配位鍵，在該配合物水溶液中，滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀，而另取配合物溶液滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，則無沉淀生成，則該配合物中配位原子是N、Cl
（3）含硫的有機物具有廣泛的用途．如硫代乙酰胺（CH₃CSNH₂）可用于生產催化劑、農藥等，其中兩個碳原子的雜化軌道類型分別為sp³、sp²，1mol硫代乙酰胺含有8molσ鍵，1 molπ鍵．
（4）硫化銅納米晶體在光熱療領域引起廣泛關注．圖是CuS的晶胞結構，該晶胞的棱長為apm，則CuS的密度為$\frac{384}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-30}}$g•cm^-3（N_A表示阿伏加德羅常數(shù)的值，用代數(shù)式表示，下同），最近的Cu²⁺與S^2-間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$apm．

Answer 1

分析 （1）Se原子核外電子數(shù)為34，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；S原子3s軌道的1個電子激發(fā)到3p軌道；
（2）根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算Co的化合價；配離子與外界離子之間形成配位鍵，鈷離子與氨氣分子等之間形成配位鍵，氨氣分子中、硫酸根離子中含有共價鍵；在該配合物水溶液中，滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀，而另取配合物溶液滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，則無沉淀生成，說明硫酸根離子為外界，氯離子為配體，配體原子含有孤對電子；
（3）硫代乙酰胺（CH₃CSNH₂）的結構簡式為，甲基中C原子形成4個σ鍵、另外C原子形成3個σ鍵，均沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目分別為4、3；
（4）根據(jù)均攤法計算晶胞中Cu、S原子數(shù)目，表示出晶胞質量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶體密度；Cu²⁺與周圍的4個S^2-形成正四面體結構，之間的距離最近，Cu²⁺與晶胞頂點的S^2-連線處于晶胞體對角線上，且距離為體對角線長度的$\frac{1}{4}$，而體對角線長度為晶胞棱長的$\sqrt{3}$倍．

解答 解：（1）Se原子核外電子數(shù)為34，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²2p⁴；若ls²2s²2p⁶3s¹3p⁵是S原子的核外電子排布式，出現(xiàn)這種排布現(xiàn)象的原因是：S原子3s軌道的1個電子激發(fā)到3p軌道，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²2p⁴；S原子3s軌道的1個電子激發(fā)到3p軌道；
（2）Cl為-價，硫酸根為-2價，氨氣分子為0價，故Co的化合價為+3價；配離子與外界離子之間形成配位鍵，鈷離子與氨氣分子等之間形成配位鍵，氨氣分子中、硫酸根離子中含有共價鍵；在該配合物水溶液中，滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀，而另取配合物溶液滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，則無沉淀生成，說明硫酸根離子為外界，氯離子為配體，N原子、氯原子含有孤對電子，則該配合物中配位原子是N、Cl，
故答案為：+3；離子鍵、共價鍵、配位鍵；N、Cl；
（3）硫代乙酰胺（CH₃CSNH₂）的結構簡式為，甲基中C原子形成4個σ鍵、另外C原子形成3個σ鍵，均沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目分別為4、3，分別采取sp³、sp²雜化，1mol硫代乙酰胺含有8molσ鍵，1molπ鍵，
故答案為：sp³、sp²；8；1；
（4）晶胞中Cu原子數(shù)目為4，Cu、S原子數(shù)目之比為1：1，故S原子數(shù)目為4，則晶胞質量為4×$\frac{96}{{N}_{A}}$g，則晶體密度=4×$\frac{96}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-10  cm）³=$\frac{384}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-30}}$g•cm^-3，
Cu²⁺與周圍的4個S^2-形成正四面體結構，之間的距離最近，Cu²⁺與晶胞頂點的S^2-連線處于晶胞體對角線上，且距離為體對角線長度的$\frac{1}{4}$，而體對角線長度為晶胞棱長的$\sqrt{3}$倍，則最近的Cu²⁺與S^2-間的距離為 $\frac{\sqrt{3}}{4}$a pm，
故答案為：$\frac{384}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-30}}$；$\frac{\sqrt{3}}{4}$a．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、配合物、雜化方式、化學鍵、晶胞計算等，（4）中距離的計算為易錯點、難點，需要學生具備一定的數(shù)學計算能力．