Question

以镁橄榄石2MgO?SiO₂（简写为M₂Si）为主晶相制作的镁橄榄石砖，是一种弱碱性耐火材料．可用于有色金属熔炼炉、炼钢平炉蓄热室和水泥回转窑等的内衬．
（1）基态硅原子的价电子排布式为

 

．
（2）与镁和硅都相邻的元素是铝，则3种元素的第一电离能从大到小的顺序为

 

（用元素符号表示）．
（3）高纯硅一般通过SiCl₄还原得到，晶体硅中硅原子的杂化方式为

 

，写出与SiCl₄互为筹电子体的一种阴离子的化学式

 

．
（4）己知氧化镁与氯化钠具有相同的晶胞结构（如图1），与镁离子最近的氧离子所构成的几何结构为

 

，与镁离子最近的镁离子有

 

个；已知氧化镁的密度为3.58g/cm3，则氧化镁的晶胞边长为

 

cm（列出表达式即可）．
（5）某镁的化合物结构筑式如图2，其分子不舍有

 

A．离子键    B‘极性键  c金属键D．配位键    E．氢键    F．非极性键H3C-C．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,化学键

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据核外电子排布规律书写硅原子价电子排布式；
（2）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势；
（3）晶体硅中每个Si原子与周围4个Si原子形成4个Si-Si键，没有孤电子对，据此确定杂化轨道数目，进而确定杂化方式；
原子总数相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体；
（4）以位于体心微粒为镁离子，与之最近的氧离子位于面心，与之最近的镁离子位于棱上；利用均摊法计算晶胞中Mg、O原子数目，进而计算晶胞质量，再根据V=

m

ρ

计算晶胞体积，晶胞棱长=

3	V晶胞

；
（5）由结构可知，Mg与N原子之间存在极性键、配位键，O与H元素之间存在极性键、氢键，C原子之间形成非极性键．

解答： 解：（1）Si原子核外电子数为14，根据核外电子排布规律，硅原子价电子排布式为3s²3p²，
故答案为：3s²3p²；
（2）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：Si＞Mg＞Al，
故答案为：Si＞Mg＞Al；
（3）晶体硅中每个Si原子与周围4个Si原子形成4个Si-Si键，没有孤电子对，Si原子杂化轨道数目为4，其杂化方式为sp³杂化；与SiCl₄互为筹电子体的一种阴离子的化学式为：SO₄^2-、ClO₄^-、PO₄^3-等，
故答案为：sp³杂化；SO₄^2-、ClO₄^-、PO₄^3-等；
（4）以位于体心微粒为镁离子进行研究，与之最近的氧离子位于面心，6个氧离子形成正八面体结构；与之最近的镁离子位于棱上，共有12个；
晶胞中Mg原子数目为1+12×

1

4

=4，故氧原子数目为4，则晶胞质量为4×

40

NA

g，氧化镁的密度为3.58g/cm³，则晶胞体积为4×

40

NA

g÷3.58g/cm³，晶胞棱长=

3	V晶胞

=

3	4×40 3.58NA

cm，
故答案为：正八面体；12；

3	4×40 3.58NA

；
（5）由结构可知，Mg与N原子之间存在极性键、配位键，O与H元素之间存在极性键、氢键，C原子之间形成非极性键，不含有离子键、金属键，故答案为：AC．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及考查晶胞结构、晶胞计算、核外电子排布、电离能、杂化轨道、等电子体、化学键等，需要学生晶胞扎实的基础，难度中等．