Question

【题目】荧光材料硫化锌(ZnS)的研究至今已有 150 多年的历史，可用于制白色颜料、发光粉、发光油漆等，其久置于湿空气中易被氧化为 ZnSO4。请回答下列问题：

(1)基态 Zn 原子的电子排布式为_________________________，核外电子占据最高能层的符号是__________________________， 占据该能层电子的电子云轮廓图形状为__________________________。

(2)ZnSO4 中三种元素的电负性由大到小的顺序为__________________________， 的立体构型为__________________________，其中 S 的杂化轨道类型为__________________________。

(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间作用力有__________________________。

A．离子键B．共价键C．配位键D．范德华力

(4)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、乙醚中的溶解性	不溶	溶解	溶解	溶解

(5) 立方 ZnS 晶体的密度为 ρ g/cm3，其晶胞结构如图。

S2－周围等距离且最近的 Zn2＋为__________________________；ZnS晶胞中的晶胞参数 a＝__________________________nm(列出计算式)。[ M(ZnS)＝97 g/mol ]

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 N 球形 O＞S＞Zn 正四面体 sp3杂化 A
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，熔点依次增大 4

【解析】

根据原子核外电子排布规律书写Zn原子的核外电子排布式，根据元素周期律判断电负性大小，根据杂化轨道与价电子互斥理论判断粒子空间构型及杂化轨道类型，根据物理性质判断晶体类型，结合粒子间的作用力对熔沸点的影响进行分析，根据均摊法和立体几何知识进行晶胞的相关计算。

(1)Zn的核电荷数为30，基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，其核外电子占据最高能层的符号是N，占据该能层电子的为4s轨道，其电子云轮廓图形状为球形，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；N；球形；

(2)ZnSO4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，硫酸根中中心原子的孤电子对数为=0，成键电子对数为4，价层电子对数为4，所以立体构型为正四面体结构，中心原子S为sp3杂化，故答案为：O＞S＞Zn；正四面体；sp3杂化；

(3)[Zn(NH3)4]SO4中存在离子键、共价键、配位键，不存在范德华力，而[Zn(NH3)4]SO4在溶液中以离子形式存在，离子键不存在，溶剂H2O中存在共价键、水分子间存在范德华力，故答案为：A；

(4)根据表格信息可知，ZnF2晶体的熔点比ZnCl2、ZnBr2、ZnI2高，且不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，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，熔点依次增大，故答案为：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，熔点依次增大；

(5)由晶胞结构图可知，在ZnS晶胞结构中S2-周围等距离且最近的Zn2+为4，Zn2+位于晶胞的顶点和面心，S2-位于晶胞体内，则一个晶胞中Zn2+的个数为，S2-的个数为4，所以一个晶胞中含有4个ZnS，其物质的量为，质量，该晶胞的密度为ρ g/cm3，则晶胞的体积，因此晶胞参数，故答案为：4；。