Question

【题目】(1)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，从电子云重叠方式看共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

(2)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为__。

图1　FexNy晶胞结构示意图图2转化过程的能量变化

(3)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为__ nm，与K紧邻的O个数为____。

(4)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_______位置，O处于______位置。

Answer 1

【答案】平面三角 2 sp3 Fe3CuN 0.315 (或 ×0.446) 12 体心 棱心

【解析】

(1) SO3中S原子价层电子对数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；该分子中S-O原子之间存在共价键；该分子中每个S原子价层电子对数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型；

(2) 能量越低越稳定，故Cu替代a位置的Fe形成的物质更稳定，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于顶点、Fe原子处于面心，利用均摊法计算晶胞中各原子数目，进而确定化学式；

(3) K与O间的最短距离为面对角线的一半；O位于面心，K位于顶点，1个面心为2个晶胞共有，1个顶点为8个晶胞共有；

(4) 在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为8×=1，则K也为1，应位于体心，则O位于棱心，个数为12×=3。

(1) SO3中S原子价层电子对数=3+=3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形；该分子中S-O原子之间存在σ和离域大π键，所以共价键类型2种；该分子中每个S原子价层电子对数都是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型为sp3；

(2) 能量越低越稳定，故Cu替代a位置的Fe形成的物质更稳定，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于顶点、Fe原子处于面心，晶胞中N原子数目=1，N(Cu)=8×=1，N(Fe)=6×=3，故化学式为：Fe3CuN；

(3) K与O间的最短距离为面对角线的一半，则K与O间的最短距离为×0.446nm=0.315nm，O位于面心，K位于顶点，1个面心为2个晶胞共有，1个顶点为8个晶胞共有，即与K紧邻的O个数为=12个；

(4) 在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为8×=1，则K也为1个，应位于体心，则O位于棱心，每个棱为4个晶胞共有，则O个数为12×=3。