Question

碱式碳酸镁是橡胶制品的优良填充剂及补强剂，补强效果优于碳酸钙及陶土，其折射率与天然橡胶相近，适于制造透明或半透明制品。碱式碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。

回答下列问题：

（1）碱式碳酸镁中各元素的第一电离能由大到小的顺序为    _______________，写出一种与CO₃^2-互为等电子体的常见微粒_______________，原子序数与CO₃^2-的价电子数之和相等的基态原子的价电子排布式为________。

（2）碱式碳酸镁晶体生长液中生长的3种生长基元的结构如图所示：

①(MgCl₄)^2-;②H₂CO₃;③[Mg(OH)₄]^2-

①和③中Mg原子的杂化方式为_______________，②中C原子的价电子对的几何分布形式为_______________。(MgCl₄)^2-中镁氯原子之间的距离R=0.25nm,则氯氯原子之间的距离为_______________（保留两位小数，已知=2.45,cosl09°28'=）。

（3）碱式碳酸镁加热可分解生成MgO。已知MgO的晶体结构属于NaCl型，某同学画出的MgO晶胞结构如图所示：

①请改正图中错误_______________（用文字表述）。

②在MgO晶体中，Mg²⁺的配位数为_______________，每个晶胞中所包含的Mg²⁺数目为_______________，每个Mg²⁺距离最近的且等距离的Mg²⁺数目为_______________。

③和某些离子化合物相比，MgO是一种优良的耐高温材料的内在原因为_______________。

Answer

O>H>C>Mg NO3-、SiO32-、SO3中任意一种 3d54s1 sp3 平面三角形 0.41nm 白色球⑧改为黑色球 6 4 12 Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大，晶格能大

【解析】

（1）碱式碳酸镁中含有O、H、C、Mg元素，Mg金属的第一电离能比铍小，要注意H的第一电离能比较特殊，几乎和氧相同，略小于氧，比碳的大，碳比铍大，所以有O>H>C>Mg；CO32-的等电子体可从C想到Si可得SiO32-；比C多一价电子的是N可想到NO3-和PO3-；再多一价电子想到S和O，可得SO3、S4、O4等，常见有NO3-、SiO32-、SO3；原子序数与CO32-的价电子数相等的基态原子为24号元素Cr，其价电子排布式为3d54s1（半充满状态稳定），故答案为：O>H>C>Mg；NO3-、SiO32-、SO3中任意一种；3d54s1；

（2）①、③中Mg均形成4个σ键，价层电子对数为4，其杂化方式为sp3；②中C形成3个σ键一个π键，价层电子对数为3，则空间构型为平面三角形；设氯氯之间的距离为S，利用余弦定理，S2=R2+R2-2R2cos（109°28'）,代入数值可推出S2=,S==0.41nm，故答案为：sp3；平面三角形；0.41nm；

（3）根据氯化钠晶胞结构知，MgO晶胞中Mg原子和Mg原子处于小正方形的对角线上，根据图像可知，空心球⑧应为黑色球；NaCl为离子晶体心，一个Na+周围有6个氯离子，位于上下左右前后，属于6配位，则MgO晶体中Mg2+的配位数为6；所包含的Mg2+数目为6×1/2+8×1/8=4；从图上可以看出每个Mg 2+最近的Mg2+数目为12；Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大，晶格能大，沸点高，硬度大，所以是优良的耐高温材料，故答案为：白色球⑧改为黑色球；6；4；12；Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大，晶格能大。