题目
根据Mg2[SiO4]在(110)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) O2-的电价是否饱和? (3) 晶胞的分子数是多少? (4) Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少?
根据Mg2[SiO4]在(110)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) O2-的电价是否饱和? (3) 晶胞的分子数是多少? (4) Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少?
题目解答
答案
解:(1)有两种配位多面体,[SiO4],[MgO6],同层的[MgO6]八面体共棱,如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-,不同层的[MgO6]八面体共顶,如1[MgO6]和51[MgO6]共顶是22O2-,同层的[MgO6]与[SiO4]共顶,如T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-,不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱,T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-; 
(3)z=4; (4)Si4+占四面体空隙=1/8,Mg2+占八面体空隙=1/2。
解析
步骤 1：确定配位多面体类型
根据题目描述，Mg2[SiO4]结构中存在两种配位多面体，分别是[SiO4]四面体和[MgO6]八面体。[SiO4]四面体由一个Si4+离子和四个O2-离子组成，而[MgO6]八面体由一个Mg2+离子和六个O2-离子组成。
步骤 2：分析配位多面体间的连接方式
在(110)面的投影图中，同层的[MgO6]八面体共棱，不同层的[MgO6]八面体共顶，同层的[MgO6]与[SiO4]共顶，不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱。例如，59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-，1[MgO6]和51[MgO6]共顶是22O2-，T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-。
步骤 3：判断O2-的电价是否饱和
O2-的电价饱和可以通过计算其配位数来判断。根据题目描述，O2-与3个[MgO6]和1个[SiO4]配位，即$\sum _{i=1}^{2}\dfrac {{z}_{1}}{CN}=2=|z|$，因此O2-的电价是饱和的。
步骤 4：计算晶胞的分子数
根据题目描述，晶胞的分子数为$z=4$。
步骤 5：计算Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数
根据题目描述，Si4+占四面体空隙的分数为1/8，Mg2+占八面体空隙的分数为1/2。
根据题目描述，Mg2[SiO4]结构中存在两种配位多面体，分别是[SiO4]四面体和[MgO6]八面体。[SiO4]四面体由一个Si4+离子和四个O2-离子组成，而[MgO6]八面体由一个Mg2+离子和六个O2-离子组成。
步骤 2：分析配位多面体间的连接方式
在(110)面的投影图中，同层的[MgO6]八面体共棱，不同层的[MgO6]八面体共顶，同层的[MgO6]与[SiO4]共顶，不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱。例如，59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-，1[MgO6]和51[MgO6]共顶是22O2-，T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-。
步骤 3：判断O2-的电价是否饱和
O2-的电价饱和可以通过计算其配位数来判断。根据题目描述，O2-与3个[MgO6]和1个[SiO4]配位，即$\sum _{i=1}^{2}\dfrac {{z}_{1}}{CN}=2=|z|$，因此O2-的电价是饱和的。
步骤 4：计算晶胞的分子数
根据题目描述，晶胞的分子数为$z=4$。
步骤 5：计算Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数
根据题目描述，Si4+占四面体空隙的分数为1/8，Mg2+占八面体空隙的分数为1/2。