2024届高三化学二轮复习 16-小专题--硅酸盐阴离子结构专题

( 第 ( 1 6 ) 期 学号 姓名 课题 ： 多少硅氧四面体 比肩连袂在一起 —— 硅酸盐阴离子结构专题练习 编写:孙向东 校对: 吴艺璇 ) Si和O是地壳中分布最广、含量最高的元素，在自然界中Si和O的亲和力最大，因此，往往 形成SiO2矿物和具Si-O阴离子的硅酸盐。硅酸盐的特征是它们的正四面体结构，在硅酸盐中，Si 和O构成了硅氧四面体，Si在中心与四个氧通过共价键连接。硅氧四面体可独立存在，大多数时候是这些正四面体以多种方式连结起来，高中阶段常见的是岛状、群组状和链状结构。 一．独立的硅氧四面体(岛状结构) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 [SiO4]4－ 镁橄榄石 Mg2SiO4 2MgO·SiO2 二． 低聚硅氧四面体(群组状) 1．双四面体(二聚体) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si2O76－ 钙硅石 Ca3Si2O7 3CaO·2SiO2 2．三节环阴离子(三聚体) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si3O96－ 蓝锥矿 BaTi[Si3O9] BaO·TiO2·3SiO2 3．四节环阴离子(四聚体) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 Si4O128－ 斧石 Ca2Al2BO3[Si4O12](OH) 氧化物形式 4CaO·2Al2O3·B2O5·8SiO2·H2O 4．六节环阴离子(六聚体) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si6O1812－ 略 绿柱石 Be3Al2[Si6O18] 3BeO·Al2O3·6SiO2 三．单链状结构 1．化学式确定： ⑴ 切割重复单元为： ⑵ 共用分析： 圈定的氧原子是共用的，未圈定的Si原子和O原子是独用的，完全属于该结构单元。 ⑶ 计算数目：Si原子数为1，氧原子数=2+2×=3，Si与O原子个数比为1:3。 ⑷ 确定化学式：根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式 为(SiO3)n2n－。 【注意】还可以这样切割重复单元：(圈定的氧原子都是共用的，未圈定Si、O原子是独用的) Si原子数=2，氧原子数=5+2×=6，所以Si与O原子个数比为1:3。 2．学以致用： 【导练1】 在硅酸盐中，SiO44－四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、 层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的 杂化形式为 ，Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。 【导练2】硅的含氧化合物都以硅氧四面体(SiO44－)作为基本结构单元，如图甲所示，可简化为 图乙。 硅氧四面体通过共用氧原子可形成各种不同的硅酸根离子，如图丙和图丁，则丙的化学式 为 。在无限长链的硅酸根离子中硅氧原子个数比为 。 四．双链状结构 1．化学式确定： ⑴ 切割重复单元为： ⑵ 独用和共用的原子： 左右圈定的原子都是共用的，上下圈定的原子是独用的。 ⑶ 计算数目：Si原子数=2+4×=4，氧原子数=4+14×=11，所以Si与O原子个数比为4:11 ⑷ 确定化学式： 根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式为(Si4O11)n6n－。 【注意】还可以这样切割重复单元：(圈定的氧原子都是共用的，未圈定的是独用的) Si原子数=4，氧原子数=9+4×=11，所以Si与O原子个数比为4:11。 2．学以致用： 【导练3】V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的空间结构为 ； 也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。 【导练4】NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，即直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐， 如：焦磷酸钠、三磷酸钠等，焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。 参考答案 【导练1】sp3　1:3　(SiO3)n2n－ 【导练2】Si2O76－　1:3 【导练3】正四面体形　NaVO3 【导练4】 (PnO3n＋1)(n＋2)－ 4 学科网（北京）股份有限公司 $$