Question

【題目】熒光材料硫化鋅(ZnS)的研究至今已有 150 多年的歷史，可用于制白色顏料、發光粉、發光油漆等，其久置于濕空氣中易被氧化為 ZnSO4。請回答下列問題：

(1)基態 Zn 原子的電子排布式為_________________________，核外電子占據最高能層的符號是__________________________， 占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為__________________________。

(2)ZnSO4 中三種元素的電負性由大到小的順序為__________________________， 的立體構型為__________________________，其中 S 的雜化軌道類型為__________________________。

(3)ZnSO4 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間作用力有__________________________。

A．離子鍵B．共價鍵C．配位鍵D．范德華力

(4)根據下列鋅鹵化物的熔點和溶解性，判斷 ZnF2 晶體的類型為______；分析 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 熔點依次增大的原因__________________________。

	ZnF2	ZnCl2	ZnBr2	ZnI2
熔點/℃	872	275	394	446
在乙醇、乙醚中的溶解性	不溶	溶解	溶解	溶解

(5) 立方 ZnS 晶體的密度為 ρ g/cm3，其晶胞結構如圖。

S2－周圍等距離且最近的 Zn2＋為__________________________；ZnS晶胞中的晶胞參數 a＝__________________________nm(列出計算式)。[ M(ZnS)＝97 g/mol ]

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 N 球形 O＞S＞Zn 正四面體 sp3雜化 A
離子晶體 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶體，組成與結構相似，隨著相對分子質量的增大，范德華力增強，熔點依次增大 4

【解析】

根據原子核外電子排布規律書寫Zn原子的核外電子排布式，根據元素周期律判斷電負性大小，根據雜化軌道與價電子互斥理論判斷粒子空間構型及雜化軌道類型，根據物理性質判斷晶體類型，結合粒子間的作用力對熔沸點的影響進行分析，根據均攤法和立體幾何知識進行晶胞的相關計算。

(1)Zn的核電荷數為30，基態Zn原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，其核外電子占據最高能層的符號是N，占據該能層電子的為4s軌道，其電子云輪廓圖形狀為球形，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；N；球形；

(2)ZnSO4中三種元素為Zn、O、S，非金屬性的強弱順序為O＞S，Zn為金屬元素，則電負性由大到小的順序為O＞S＞Zn，硫酸根中中心原子的孤電子對數為=0，成鍵電子對數為4，價層電子對數為4，所以立體構型為正四面體結構，中心原子S為sp3雜化，故答案為：O＞S＞Zn；正四面體；sp3雜化；

(3)[Zn(NH3)4]SO4中存在離子鍵、共價鍵、配位鍵，不存在范德華力，而[Zn(NH3)4]SO4在溶液中以離子形式存在，離子鍵不存在，溶劑H2O中存在共價鍵、水分子間存在范德華力，故答案為：A；

(4)根據表格信息可知，ZnF2晶體的熔點比ZnCl2、ZnBr2、ZnI2高，且不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，可判斷晶體類型為離子晶體；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶體，組成與結構相似，隨著相對分子質量的增大，范德華力增強，熔點依次增大，故答案為：離子晶體；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶體，組成與結構相似，隨著相對分子質量的增大，范德華力增強，熔點依次增大；

(5)由晶胞結構圖可知，在ZnS晶胞結構中S2-周圍等距離且最近的Zn2+為4，Zn2+位于晶胞的頂點和面心，S2-位于晶胞體內，則一個晶胞中Zn2+的個數為，S2-的個數為4，所以一個晶胞中含有4個ZnS，其物質的量為，質量，該晶胞的密度為ρ g/cm3，則晶胞的體積，因此晶胞參數，故答案為：4；。