结构化学课后题答案周公度第4版2

1、【8.14】 铝为面心立方结构，密度为 270g cm 1，试计算它的晶胞参数和原子半径。用 Cu Ka射线摄取衍射图，33衍射线的衍射角是多少？ 解：铝为面心立方结构，因而一个晶胞中有4个原子。数a，晶体密度D及Avogadro常数Na之间的关系为：1 4M 3 aDNa 404.9 pm4 26.98g|mol 2.70g|cm 3面心立方结构中晶胞参数a与原子半径Ra 404.9 pm2.2 2、2根据Bragg方程得:sin2dhkl将立方晶系面间距dhklsin由此可得铝的摩尔质量M、晶胞参3D 4M /a NA，所以，晶胞参数：6.022 10喘的关系为a 2.2R，因此,铝的原子

2、半径为:143.2 pm，晶胞参数a和衍射指标hkl间的关系代入，得:1154.2pm32 32 3" 2.h2 k2 l20.98942a2 404.9pm81.7【8.15】 金属纳为体心立方结构，aaba解：aNa的原子半径；金属钠的理论密度;110的间距。429 pm，计算:金属钠为体心立方结构，原子在晶胞体对角线方向上互相接触, 和晶胞参数a的关系为：r '五a4由此推得原子半径r代入数据得:3r429 pm 185.8 pm4b每个晶胞中含两个钠原子，因此，金属钠的理论密度为:D 2M2 22.99g|mol 1D 3a Na429 10 10cm32316.02

3、2 10 mold 110(c)0.967g|cm 3a429 pm12 12 02 1/2 2303.4 pm【8.16】 金属钽为体心立方结构，a 330 pm，试求：aTa的原子半径；b 金属钽的理论密度Ta的相对原子质量为181；(c)d解:a110面的间距假设用 154 pm的X射线，衍射指标为220的衍射角 的数值是多少?钽原子的半径为:(b)1 _ r -3a 4金属钽的理论密度为：扌 330pm143pm(c)(d)D姿a3NA330102 181g|mol 110cm ' 6.022 1023mol 116.7g110点阵面的间距为：3cmd 110a一1厂厂0233

4、0fm 233 pm根据Bragg方程得:sin 220154 pm2d 2202 jdn0-0.6598d 110330 pm/ 22.19】写出以下原子能量最低的光谱支项的符号:(a)Si; (b)M n; (c)Br; (d)Nb; (e)Ni解：写出各原子的基组态和最外层电子排布对全充满的电子层，电子的自旋互相抵消,各电子的轨道角动量矢量也相互抵消，不必考虑，根据Hu nd规那么推出原子最低能态的自旋量子数S，角量子数L和总量子数J,进而写出最稳定的光谱支项。(a)Si:2 2Ne 3s 3p 7ms1,S1m 1,l(b)Mn :Ar4s23d5-55门ms-,s-;mL022(c)

5、Br:Ar 210 ,54s 3d 4p11ms-,S -; mL22(d)Nb:Kr145s 4d 255ms,S -; m.22(e)Ni:Ar/ 2 84s 3d -ms1,S1m 3,2Na原子的基组态、10 131;L S 0; F02.20】写出光谱支项符号。,L2,L0; LTS5/21;L2; LL 3;L SS -;2P,/22;6D1/204,3F4F原子的基组态和碳原子的激发态1s22s22p13p1存在的-空位关系，(2p)5组态与(2P)1组态具有相同的项谱。因此，本问题转化为推求 (2p)1S 丄1，故光谱项为2P。又J 1 和 P1/2 。组态的光谱项和光谱支项。

6、这里只有一个电子，1311三2或J 122 ,因此有两个光谱支项:2P3/22 2 6 1解：Na原子的基组态为(1s) (2s) (2p) (3s)。其中1s，2s和2p三个电子层皆充满电子，它们对对整个原子的轨道角动量和自旋角动量均无奉献。Na原子的轨道角动量和自旋1 2角动量仅由3s电子决定：L 0,S舟，故光谱项为2S ； J只能为2，故光谱支项为 Sl/2。F原子的基组态为(1s)2(2s)2(2p)5。与上述理由相同，该组态的光谱项和光谱支项只决定 于(2p)5组态。根据等价电子组态的“电子1 1L 2,1,0 ；由3 2,s2 2得S h0。因此可得6个光谱项:据自旋-轨道相互作用，每一光谱项又分裂为数目不等的光谱支项,333D3，D2和D1等三个支项。6个光谱项共分裂3D3,3D2,3D1,3P2,3P1,3Po,3S1,1D2,1P1,1So。对C原子激发态(1s22s22p13p1)，只考虑组态(2p)1 (3p)1即可。2p和3p的电子是不等