题目
中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2-xSiO4），回答下列问题：（1）基态Fe原子的价电子排布式为 ____ ，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ____ ，铁的化合价为 ____ 。（2）已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 -68.8 GeCl4 -51.5 SnCl4 -34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是 ____ 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 ____ 。SiCl4的空间结构为 ____ ，其中Si的轨道杂化形式为 ____ 。（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有 ____ 个Mg。该物质化学式为 ____ ，B-B最近距离为 ____ 。aw D-|||--C-|||-D o-|||-D-|||-。d乙L x-|||-8
中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2-xSiO4），回答下列问题：
（1）基态Fe原子的价电子排布式为 ____ ，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ____ ，铁的化合价为 ____ 。
（2）已知一些物质的熔点数据如下表：
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是 ____ 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 ____ 。SiCl4的空间结构为 ____ ，其中Si的轨道杂化形式为 ____ 。
（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有 ____ 个Mg。该物质化学式为 ____ ，B-B最近距离为 ____ 。
（1）基态Fe原子的价电子排布式为 ____ ，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ____ ，铁的化合价为 ____ 。
（2）已知一些物质的熔点数据如下表：
| 物质 | 熔点/℃ |
| NaCl | 800.7 |
| SiCl4 | -68.8 |
| GeCl4 | -51.5 |
| SnCl4 | -34.1 |
（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有 ____ 个Mg。该物质化学式为 ____ ，B-B最近距离为 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）Fe为26号元素，价电子排布式为：3d64s2；非金属性越强电负性越大，橄榄石中含有Mg、Fe、Si、O四种元素，因此电负性大小顺序为：O＞Si＞Fe＞Mg；化合物MgxFe2-xSiO4中Mg元素的化合价为+2价，Si元素的化合价为+4价，O元素的化合价为-2价，根据各元素的代数和为0，可知Fe元素的化合价为+2价，
故答案为：3d64s2；O＞Si＞Fe＞Mg；+2；
（2）NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，因此NaCl熔点明显高于SiCl4；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；SiCl4的价电子对数为：$\frac{4+4}{2}$=4，孤电子对数为0，因此SiCl4的空间构型为正四面体形，Si的轨道杂化形式为sp3杂化，
故答案为：NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；正四面体形；sp3杂化；
（3）根据均摊法，晶胞中含有的Mg原子的个数为：4×$\frac{1}{6}$+4×$\frac{1}{12}$=1，B原子的个数为1，因此该物质的化学式为MgB2；晶胞沿c轴的投影图可知，B-B间最近距离为边长a的两个正三角形重心间的距离，因此B-B最近距离为$\frac{\sqrt{3}}{3}a$，
故答案为：1；MgB2；$\frac{\sqrt{3}}{3}a$。
故答案为：3d64s2；O＞Si＞Fe＞Mg；+2；
（2）NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，因此NaCl熔点明显高于SiCl4；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；SiCl4的价电子对数为：$\frac{4+4}{2}$=4，孤电子对数为0，因此SiCl4的空间构型为正四面体形，Si的轨道杂化形式为sp3杂化，
故答案为：NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；正四面体形；sp3杂化；
（3）根据均摊法，晶胞中含有的Mg原子的个数为：4×$\frac{1}{6}$+4×$\frac{1}{12}$=1，B原子的个数为1，因此该物质的化学式为MgB2；晶胞沿c轴的投影图可知，B-B间最近距离为边长a的两个正三角形重心间的距离，因此B-B最近距离为$\frac{\sqrt{3}}{3}a$，
故答案为：1；MgB2；$\frac{\sqrt{3}}{3}a$。
解析
步骤 1：基态Fe原子的价电子排布式
Fe为26号元素，其电子排布式为1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2，因此价电子排布式为3d^64s^2。
步骤 2：橄榄石中各元素电负性大小顺序
橄榄石中含有Mg、Fe、Si、O四种元素，根据电负性大小顺序，O＞Si＞Fe＞Mg。
步骤 3：铁的化合价
化合物Mg_xFe_2-xSiO_4中Mg元素的化合价为+2价，Si元素的化合价为+4价，O元素的化合价为-2价，根据各元素的代数和为0，可知Fe元素的化合价为+2价。
步骤 4：NaCl熔点高于SiCl_4的原因
NaCl为离子晶体，SiCl_4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体。
步骤 5：同族元素的氯化物熔点变化趋势及其原因
SiCl_4、GeCl_4、SnCl_4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高。
步骤 6：SiCl_4的空间结构和Si的轨道杂化形式
SiCl_4的价电子对数为：$\frac{4+4}{2}$=4，孤电子对数为0，因此SiCl_4的空间构型为正四面体形，Si的轨道杂化形式为sp^3杂化。
步骤 7：晶胞中Mg原子的个数
根据均摊法，晶胞中含有的Mg原子的个数为：4×$\frac{1}{6}$+4×$\frac{1}{12}$=1。
步骤 8：该物质的化学式
B原子的个数为1，因此该物质的化学式为MgB_2。
步骤 9：B-B最近距离
晶胞沿c轴的投影图可知，B-B间最近距离为边长a的两个正三角形重心间的距离，因此B-B最近距离为$\frac{\sqrt{3}}{3}a$。
Fe为26号元素，其电子排布式为1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2，因此价电子排布式为3d^64s^2。
步骤 2：橄榄石中各元素电负性大小顺序
橄榄石中含有Mg、Fe、Si、O四种元素，根据电负性大小顺序，O＞Si＞Fe＞Mg。
步骤 3：铁的化合价
化合物Mg_xFe_2-xSiO_4中Mg元素的化合价为+2价，Si元素的化合价为+4价，O元素的化合价为-2价，根据各元素的代数和为0，可知Fe元素的化合价为+2价。
步骤 4：NaCl熔点高于SiCl_4的原因
NaCl为离子晶体，SiCl_4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体。
步骤 5：同族元素的氯化物熔点变化趋势及其原因
SiCl_4、GeCl_4、SnCl_4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高。
步骤 6：SiCl_4的空间结构和Si的轨道杂化形式
SiCl_4的价电子对数为：$\frac{4+4}{2}$=4，孤电子对数为0，因此SiCl_4的空间构型为正四面体形，Si的轨道杂化形式为sp^3杂化。
步骤 7：晶胞中Mg原子的个数
根据均摊法，晶胞中含有的Mg原子的个数为：4×$\frac{1}{6}$+4×$\frac{1}{12}$=1。
步骤 8：该物质的化学式
B原子的个数为1，因此该物质的化学式为MgB_2。
步骤 9：B-B最近距离
晶胞沿c轴的投影图可知，B-B间最近距离为边长a的两个正三角形重心间的距离，因此B-B最近距离为$\frac{\sqrt{3}}{3}a$。