高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)16-小專題-硅酸鹽陰離子結(jié)構(gòu)專題

第(第(16)期學(xué)號 姓名課題：多少硅氧四面體比肩連袂在一起——硅酸鹽陰離子結(jié)構(gòu)專題練習(xí)編寫:孫向東 校對:吳藝璇Si和O是地殼中分布最廣、含量最高的元素，在自然界中Si和O的親和力最大，因此，往往形成SiO2礦物和具SiO陰離子的硅酸鹽。硅酸鹽的特征是它們的正四面體結(jié)構(gòu)，在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，Si在中心與四個氧通過共價鍵連接。硅氧四面體可獨立存在，大多數(shù)時候是這些正四面體以多種方式連結(jié)起來，高中階段常見的是島狀、群組狀和鏈狀結(jié)構(gòu)。一．獨立的硅氧四面體(島狀結(jié)構(gòu))化學(xué)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型俯視圖實例氧化物形式[SiO4]4－鎂橄欖石Mg2SiO42MgO·SiO2二．低聚硅氧四面體(群組狀)1．雙四面體(二聚體)化學(xué)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型俯視圖實例氧化物形式Si2O76－鈣硅石Ca3Si2O73CaO·2SiO22．三節(jié)環(huán)陰離子(三聚體)化學(xué)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型俯視圖實例氧化物形式Si3O96－藍錐礦BaTi[Si3O9]BaO·TiO2·3SiO23．四節(jié)環(huán)陰離子(四聚體)化學(xué)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型俯視圖實例Si4O128－斧石Ca2Al2BO3[Si4O12](OH)氧化物形式4CaO·2Al2O3·B2O5·8SiO2·H2O4．六節(jié)環(huán)陰離子(六聚體)化學(xué)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型俯視圖實例氧化物形式Si6O1812－略綠柱石Be3Al2[Si6O18]3BeO·Al2O3·6SiO2三．單鏈狀結(jié)構(gòu)1．化學(xué)式確定：⑴切割重復(fù)單元為：⑵共用分析：圈定的氧原子是共用的，未圈定的Si原子和O原子是獨用的，完全屬于該結(jié)構(gòu)單元。⑶計算數(shù)目：Si原子數(shù)為1，氧原子數(shù)=2+2×=3，Si與O原子個數(shù)比為1:3。⑷確定化學(xué)式：根據(jù)成鍵情況，Si為+4價，O為－2價，所以此鏈狀硅酸鹽陰離子的化學(xué)式為(SiO3)n2n－?！咀⒁狻窟€可以這樣切割重復(fù)單元：(圈定的氧原子都是共用的，未圈定Si、O原子是獨用的)Si原子數(shù)=2，氧原子數(shù)=5+2×=6，所以Si與O原子個數(shù)比為1:3。2．學(xué)以致用：【導(dǎo)練1】在硅酸鹽中，SiO44－四面體[如下圖(a)]通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)形式。圖(b)為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為 ，Si與O的原子數(shù)之比為 ，化學(xué)式為 ?！緦?dǎo)練2】硅的含氧化合物都以硅氧四面體(SiO44－)作為基本結(jié)構(gòu)單元，如圖甲所示，可簡化為圖乙。 硅氧四面體通過共用氧原子可形成各種不同的硅酸根離子，如圖丙和圖丁，則丙的化學(xué)式為 。在無限長鏈的硅酸根離子中硅氧原子個數(shù)比為 。四．雙鏈狀結(jié)構(gòu)1．化學(xué)式確定：⑴切割重復(fù)單元為：⑵獨用和共用的原子：左右圈定的原子都是共用的，上下圈定的原子是獨用的。⑶計算數(shù)目：Si原子數(shù)=2+4×=4，氧原子數(shù)=4+14×=11，所以Si與O原子個數(shù)比為4:11⑷確定化學(xué)式：根據(jù)成鍵情況，Si為+4價，O為－2價，所以此鏈狀硅酸鹽陰離子的化學(xué)式為(Si4O11)n6n－?！咀⒁狻窟€可以這樣切割重復(fù)單元：(圈定的氧原子都是共用的，未圈定的是獨用的)Si原子數(shù)=4，氧原子數(shù)=9+4×=11，所以Si與O原子個數(shù)比為4:11。2．學(xué)以致用：【導(dǎo)練3】V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4)，該鹽陰離子的空間結(jié)構(gòu)為 ； 也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為 ?！緦?dǎo)練4】NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，即直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等，焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為 (用n代表P原子