Question

【題目】堿式碳酸鎂是橡膠制品的優良填充劑及補強劑，補強效果優于碳酸鈣及陶土，其折射率與天然橡膠相近，適于制造透明或半透明制品。堿式碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。

回答下列問題：

（1）堿式碳酸鎂中各元素的第一電離能由大到小的順序為 _______________，寫出一種與CO32-互為等電子體的常見微粒_______________，原子序數與CO32-的價電子數之和相等的基態原子的價電子排布式為________。

（2）堿式碳酸鎂晶體生長液中生長的3種生長基元的結構如圖所示：

①(MgCl4)2-;②H2CO3;③[Mg(OH)4]2-

①和③中Mg原子的雜化方式為_______________，②中C原子的價電子對的幾何分布形式為_______________。(MgCl4)2-中鎂氯原子之間的距離R=0.25nm,則氯氯原子之間的距離為_______________（保留兩位小數，已知=2.45,cosl09°28'=）。

（3）堿式碳酸鎂加熱可分解生成MgO。已知MgO的晶體結構屬于NaCl型，某同學畫出的MgO晶胞結構如圖所示：

①請改正圖中錯誤_______________（用文字表述）。

②在MgO晶體中，Mg2+的配位數為_______________，每個晶胞中所包含的Mg2+數目為_______________，每個Mg2+距離最近的且等距離的Mg2+數目為_______________。

③和某些離子化合物相比，MgO是一種優良的耐高溫材料的內在原因為_______________。

Answer 1

【答案】O>H>C>Mg NO3-、SiO32-、SO3中任意一種 3d54s1 sp3 平面三角形 0.41nm 白色球⑧改為黑色球 6 4 12 Mg2+、O2-離子半徑小、所帶電荷大，晶格能大

【解析】

（1）堿式碳酸鎂中含有O、H、C、Mg元素，Mg金屬的第一電離能比鈹小，要注意H的第一電離能比較特殊，幾乎和氧相同，略小于氧，比碳的大，碳比鈹大，所以有O>H>C>Mg；CO32-的等電子體可從C想到Si可得SiO32-；比C多一價電子的是N可想到NO3-和PO3-；再多一價電子想到S和O，可得SO3、S4、O4等，常見有NO3-、SiO32-、SO3；原子序數與CO32-的價電子數相等的基態原子為24號元素Cr，其價電子排布式為3d54s1（半充滿狀態穩定），故答案為：O>H>C>Mg；NO3-、SiO32-、SO3中任意一種；3d54s1；

（2）①、③中Mg均形成4個σ鍵，價層電子對數為4，其雜化方式為sp3；②中C形成3個σ鍵一個π鍵，價層電子對數為3，則空間構型為平面三角形；設氯氯之間的距離為S，利用余弦定理，S2=R2+R2-2R2cos（109°28'）,代入數值可推出S2=,S==0.41nm，故答案為：sp3；平面三角形；0.41nm；

（3）根據氯化鈉晶胞結構知，MgO晶胞中Mg原子和Mg原子處于小正方形的對角線上，根據圖像可知，空心球⑧應為黑色球；NaCl為離子晶體心，一個Na+周圍有6個氯離子，位于上下左右前后，屬于6配位，則MgO晶體中Mg2+的配位數為6；所包含的Mg2+數目為6×1/2+8×1/8=4；從圖上可以看出每個Mg 2+最近的Mg2+數目為12；Mg2+、O2-離子半徑小、所帶電荷大，晶格能大，沸點高，硬度大，所以是優良的耐高溫材料，故答案為：白色球⑧改為黑色球；6；4；12；Mg2+、O2-離子半徑小、所帶電荷大，晶格能大。