2.27 根据Mg2[[SiO4]在(100)面的投影图回答:-|||-(1)结构中有几种配位多面体,各配位多面体间的连接方式怎样?-|||-(2) ^2- 的电价是否饱和?-|||-(3)晶胞的分子数是多少?-|||-(4) _(1)+ 和 ^2+ 所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少?

考查要点：本题主要考查硅酸盐晶体结构中的配位多面体类型、连接方式、电价饱和判断、晶胞分子数计算以及阳离子对空隙的占有率分析。

解题核心思路：

1. 配位多面体识别：根据化学式和投影图，判断阳离子的配位数，确定多面体类型（如四面体、八面体）。
2. 连接方式分析：观察投影图中多面体的排列规律，判断共棱、共边或共顶连接。
3. 电价饱和验证：利用电价规则，计算阳离子对氧离子电荷的补偿是否满足电中性。
4. 晶胞分子数计算：通过化学式推导单位晶胞中各离子的数量关系。
5. 空隙占有率计算：根据阳离子占据的空隙类型及数量，计算其占总空隙的比例。

破题关键点：

• 配位数与多面体关系：Si⁴+为四配位（[SiO₄]），Mg²+为六配位（[MgO₆]）。
• 电价规则应用：氧离子的电荷需被周围阳离子的电荷总和完全补偿。
• 空隙类型与分数：四面体空隙由4个O²⁻围成，八面体空隙由6个O²⁻围成，需结合阳离子数量计算占比。

第（1）题

配位多面体类型：

• [SiO₄]：Si⁴+为四配位，形成四面体。
• [MgO₆]：Mg²+为六配位，形成八面体。

连接方式：
同层的[MgO₆]八面体通过共棱连接，形成层状结构（如云母结构）。

第（2）题

电价饱和判断：
每个O²⁻与3个Mg²+和1个Si⁴+配位，电荷补偿计算为：
$\sum \frac{z_i}{\text{CN}} = \frac{3 \times 2}{6} + \frac{1 \times 4}{4} = 1 + 1 = 2 = |z| \quad (\text{电荷饱和})$

第（3）题

晶胞分子数计算：
化学式为Mg₂[SiO₄]，对应单位晶胞中：

• Mg²+: 2个
• Si⁴+: 1个
• O²⁻: 4个
  总分子数为 4（化学式中总原子数）。

第（4）题

空隙占有率计算：

• Si⁴+占四面体空隙：每个[SiO₄]四面体对应1个四面体空隙，占总四面体空隙的分数为 $\frac{1}{8}$。
• Mg²+占八面体空隙：每个[MgO₆]八面体对应1个八面体空隙，占总八面体空隙的分数为 $\frac{1}{2}$。