第八章分子光谱;第九章晶体结构

1、第八、九章习题课第八、九章习题课一、分子光谱简介一、分子光谱简介1、分子光谱的研究范围、分子光谱的研究范围2、朗伯比尔定律及吸收光谱的表达方法、朗伯比尔定律及吸收光谱的表达方法二、双原子分子转动光谱二、双原子分子转动光谱1、刚性转子模型的转动能级的公式、刚性转子模型的转动能级的公式2、转动能级的跃迁选律、转动能级的跃迁选律三、双原子分子振动光谱三、双原子分子振动光谱1、谐振子模型的振动能级公式、谐振子模型的振动能级公式2、振动能级的跃迁选律、振动能级的跃迁选律四、紫外可见光谱四、紫外可见光谱1、电子跃迁的类型、电子跃迁的类型2、发色团与助色团、发色团与助色团五、晶体结构的特性五、晶体结构的特性

2、六、晶体的点阵结构六、晶体的点阵结构1、概念及布拉维法则、概念及布拉维法则2、点阵与晶体的关系、点阵与晶体的关系七、晶体的分数座标和晶面指标七、晶体的分数座标和晶面指标八、晶体的宏观对称性八、晶体的宏观对称性1、晶体中的独立对称元素、晶体中的独立对称元素2、七个晶系、七个晶系、32个晶体点群个晶体点群九、九、射线衍射射线衍射1、衍射原理、衍射原理2、布拉格方程、布拉格方程十、金属键与金属的性质十、金属键与金属的性质1、能带理论、能带理论2、金属的结构等径圆球密堆积、金属的结构等径圆球密堆积十一、离子键与离子晶体十一、离子键与离子晶体1、点阵能、点阵能2、晶体的熔点硬度与点阵能的关系、晶体的熔点

3、硬度与点阵能的关系十二、共价晶体与分子晶体十二、共价晶体与分子晶体一、是非题一、是非题1、分子光谱是由分子的转动、振动及电子运动产生的。、分子光谱是由分子的转动、振动及电子运动产生的。2、对刚性转子模型转动跃迁选律是、对刚性转子模型转动跃迁选律是J=1。3、对刚性转子模型谱图中第一条谱线对应的转动跃迁对刚性转子模型谱图中第一条谱线对应的转动跃迁为为J=01。4、晶胞是组成晶体的基本重复单位，是一平行六面体。、晶胞是组成晶体的基本重复单位，是一平行六面体。5、在、在CsCl晶胞中因为晶胞中因为Cs位于立方体的中心，故位于立方体的中心，故CsCl晶体晶体属立方体心点阵结构。属立方体心点阵结构。6、

4、点阵能与离子晶体中离子的电荷数及离子间距成正比。、点阵能与离子晶体中离子的电荷数及离子间距成正比。7、半导体与导体一样都是靠电子移动导电的，故他们的、半导体与导体一样都是靠电子移动导电的，故他们的导电能力都随着温度的升高而减小。导电能力都随着温度的升高而减小。二、填空题二、填空题1、分子的电子光谱处于、分子的电子光谱处于_范围。范围。2、具有转动光谱的是、具有转动光谱的是_；其选律是；其选律是_。3、 _分子没有振动光谱，谐振子模型振动光谱的分子没有振动光谱，谐振子模型振动光谱的选律为选律为_。4、朗伯、朗伯-比尔定律为比尔定律为_；其中吸光度为；其中吸光度为_;摩尔吸光系数为摩尔吸光系数为_

5、。5、晶体有、晶体有_个晶系；个晶系；_种空间点阵形式。种空间点阵形式。6、在、在(110) (101) (011)三个晶面中与三个晶面中与c轴平行的晶面是轴平行的晶面是_。7、立方面心晶胞中含、立方面心晶胞中含_个微粒；立方体心晶胞中含个微粒；立方体心晶胞中含_个微粒。个微粒。8、在、在a、b、c三个坐标轴上截距分别为三个坐标轴上截距分别为1、2、3的晶面指标为的晶面指标为_。9、晶体中硬度最大的是、晶体中硬度最大的是_。例如。例如_。10、晶体中硬度最小的是、晶体中硬度最小的是_。例如。例如_。11、绝大多数金属单质晶体的结构属于、绝大多数金属单质晶体的结构属于_， _，_。12、两个晶面

6、与晶轴分别相交于、两个晶面与晶轴分别相交于(a、2b、-c)和和(2a、6b、3c)，则，则他们的晶面指标分别为他们的晶面指标分别为_和和_。13、分子光谱是由分子的、分子光谱是由分子的_能级跃迁产生的。能级跃迁产生的。其中远红外或微波谱是由其中远红外或微波谱是由_能级跃迁产生的；红外光能级跃迁产生的；红外光谱是由谱是由_能级跃迁产生的；紫外可见光谱是由能级跃迁产生的；紫外可见光谱是由_能级跃迁产生的。能级跃迁产生的。14、在、在HI的振动光谱中观察到的振动光谱中观察到2309cm-1的强吸收峰，分子的零的强吸收峰，分子的零点能是点能是_。15、属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有、属于立方

7、晶系的晶体可抽象出的点阵类型有_、_、_；晶体按对称性分共有；晶体按对称性分共有_个晶个晶系；空间点阵形式共有系；空间点阵形式共有_种。种。三、综合题三、综合题1、在、在 N2 、HCl和和HBr混合气体的远红外光谱中，前几条谱线混合气体的远红外光谱中，前几条谱线的波数分别为的波数分别为16.70；20.70；33.40；41.85；50.10；62.37cm-1。计算产生这些谱线的分子的键长。计算产生这些谱线的分子的键长。2、在、在H127I的振动光谱图中观察到的振动光谱图中观察到2309.5CM-1的强吸收峰。若的强吸收峰。若将该振动看成是简谐振动。计算将该振动看成是简谐振动。计算1）H1

8、27I简正振动频率；简正振动频率；2）零）零点能；点能；3）H127I的力常数。的力常数。3、已知、已知 为为2068.61cm-1， 为为1580cm-1=1.073710-26 kg，求求CN-和和CN+的力常数之比的力常数之比 。4、金属钨为体心立方晶体，用波长为、金属钨为体心立方晶体，用波长为154.18pm的的射线测得射线测得（200）晶面一级衍射的）晶面一级衍射的sin为为0.4870.487；（；（1 1）计算晶胞边长；）计算晶胞边长；（2 2）计算金属钨的密度。）计算金属钨的密度。5、氯化亚铜属立方面心晶胞，其密度是、氯化亚铜属立方面心晶胞，其密度是4.135gcm4.135g

9、cm-3-3，从（，从（111111）面反射的面反射的X X射线观察到的布拉格衍射角射线观察到的布拉格衍射角是是6 63030 ，试计算，试计算X X射线射线的波长是多少。的波长是多少。- -0 0, , C CN N +0 0, , C CN N - -+ +C C N NC C N Nk k/ / k k6、NHNH4 4ClCl为简单立方点阵结构，晶胞中含有一个为简单立方点阵结构，晶胞中含有一个NHNH4 4+ +和一个和一个ClCl- -，晶胞参数晶胞参数a a387pm.387pm.（1 1）已知）已知ClCl- -的半径为的半径为181pm181pm，求球形，求球形NHNH4 4+

10、 +的的半径。（半径。（2）计算平面点阵（）计算平面点阵（110）面相邻两晶面间的间距。）面相邻两晶面间的间距。（3）计算晶体密度。（）计算晶体密度。（4）用）用154pmpm的的射线进行衍射，计射线进行衍射，计算（算（330330）晶面的衍射角。）晶面的衍射角。7、比较下列两对离子晶体熔点的大小并简述理由：、比较下列两对离子晶体熔点的大小并简述理由：（1 1）NaClNaCl与与KCl KCl （2 2）MgSMgS和和NaClNaCl一、是非题一、是非题1、分子光谱时由分子的转动振动及电子运动产生的。、分子光谱时由分子的转动振动及电子运动产生的。2、对刚性转子模型转动跃迁选律是、对刚性转子

11、模型转动跃迁选律是J=1。3、对刚性转子模型的转动谱图中第一条谱线对应的转动对刚性转子模型的转动谱图中第一条谱线对应的转动跃迁选律为跃迁选律为J=01。4、晶胞是组成晶体的基本重复单位，是一平行六面体。、晶胞是组成晶体的基本重复单位，是一平行六面体。5、在、在CsCl晶胞中因为晶胞中因为Cs位于立方体的中心，故位于立方体的中心，故CsCl晶体晶体属立方体心点阵结构。属立方体心点阵结构。6、点阵能与粒子晶体中离子的电荷数及离子间距成正比。、点阵能与粒子晶体中离子的电荷数及离子间距成正比。7、半导体与导体一样都是靠电子移动导电的，故他们的、半导体与导体一样都是靠电子移动导电的，故他们的导电能力都随

12、着温度的升高而减小。导电能力都随着温度的升高而减小。二、填空题二、填空题1、分子的电子光谱处于、分子的电子光谱处于_范围。范围。2、具有转动光谱的是、具有转动光谱的是_；其选律是；其选律是_。3、 _ 分子没有振动光谱，谐振子模型振动光谱的分子没有振动光谱，谐振子模型振动光谱的选律为选律为_。4、朗伯、朗伯-比尔定律为比尔定律为_；其中吸光度为；其中吸光度为_;摩尔吸光系数为摩尔吸光系数为_。5、晶体有、晶体有_个晶系；个晶系；_种空间点阵形式。种空间点阵形式。6、在、在(110) (101) (011)三个晶面中与三个晶面中与c轴平行的晶面是轴平行的晶面是_。7、立方面心晶胞中含、立方面心晶

13、胞中含_个微粒；立方体心晶胞中含个微粒；立方体心晶胞中含_个微粒。个微粒。8、晶面指标为、晶面指标为( 6 3 2 ) 的晶面在的晶面在a、b、c三个坐标轴上截距分别三个坐标轴上截距分别为为_。9、晶体中硬度最大的是、晶体中硬度最大的是_。例如。例如_。10、晶体中硬度最小的是、晶体中硬度最小的是_。例如。例如_。11、绝大多数金属单质晶体的结构属于、绝大多数金属单质晶体的结构属于_， _， _。12、两个晶面与晶轴分别相交于、两个晶面与晶轴分别相交于(a、2b、-c)和和(2a、6b、3c)，则，则他们的晶面指标分别为他们的晶面指标分别为_和和_。紫外和可见光紫外和可见光极性分子极性分子J=

14、1非极性双原子分子非极性双原子分子=1A=c lA七七十四十四（1 1 0）42（1a、3b、2c）原子晶体原子晶体金刚石金刚石分子晶体分子晶体二氧化碳二氧化碳A1A2A3( )2 1 2( )3 1 213、分子光谱是由分子的、分子光谱是由分子的_能级跃迁产生的。能级跃迁产生的。其中远红外或微波谱是由其中远红外或微波谱是由_能级跃迁产生的；红外光能级跃迁产生的；红外光谱是由谱是由_能级跃迁产生的；紫外可见光谱是由能级跃迁产生的；紫外可见光谱是由_能级跃迁产生的。能级跃迁产生的。14、在、在HI的振动光谱中观察到的振动光谱中观察到2309cm-1的强吸收峰，分子的零的强吸收峰，分子的零点能是点

15、能是_。15、属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有、属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有_、_、_；晶体按对称性分共有；晶体按对称性分共有_个晶个晶系；空间点阵形式共有系；空间点阵形式共有_种。种。转动振动电子运动转动振动电子运动转动转动振动振动电子运动电子运动简单立方简单立方立方体心立方体心立方面心立方面心142.29510-20J三、综合题三、综合题1、在、在 N2 、HCl和和HBr混合气体的远红外光谱中，前几条谱线混合气体的远红外光谱中，前几条谱线的波数分别为的波数分别为16.70；20.70；33.40；41.85；50.10；62.37cm-1。计算产生这些谱线的分子的键长。计

16、算产生这些谱线的分子的键长。解解：这些谱线可分成两组：这些谱线可分成两组：16.70；33.40；50.10及及20.70；41.85；62.37分别对应分别对应HBr和和HCl，N2是非极性分子，没有转动光谱。是非极性分子，没有转动光谱。HBr(33.40-16.70)+(50.10-33.40)2B=16.7 B=8.352342228276.626 10=143pm88 3.148.35 103 101.64 10HBrhrBc HCl(41.85-20.70)+(62.37-41.85)2B=20.84 B=10.422342228276.626 10=129pm88 3.1410.8

17、2 103 101.615 10HClhrBc 2、在、在H127I的振动光谱图中观察到的振动光谱图中观察到2309.5CM-1的强吸收峰。的强吸收峰。若将该振动看成是简谐振动。计算若将该振动看成是简谐振动。计算1）H127I简正振动频率；简正振动频率；2）零点能；零点能；3）H127I的力常数。的力常数。解解：82131(1)3 102309.5 106.93 10cs 3428-201(2)0.5 6.626 102309.5 103 102 2.295 10 ( )EhJ 327231 127 10(3)1.65 10()(1 127) 6.023 10kg282 2272(2) (2

18、3.14 3 102309.5 10 )1.65 10 3.12 10 (/ )eKcN m 3、已知、已知 为为2068.61cm-1， 为为1580cm-1=1.073710-26 kg，求求CN-和和CN+的力常数之比的力常数之比 。解：解：- -0 0, , C CN N +0 0, , C CN N - -+ +C C N NC C N Nk k/ / k k12kc- -0 0 , ,C C N N-CN12kc+ +0 0 , ,C C N N+CN22- -0 0 , , C C N N+ +0 0 , , C C N N- -+ +C C N NC C N Nk kk k2

19、22 2( (2 20 06 68 8. . 6 61 1) )= = 1 1. . 7 71 14 4( (1 15 58 80 0) )4、金属钨为体心立方晶体，用波长为、金属钨为体心立方晶体，用波长为154.18pm的的射线测射线测得（得（200）晶面一级衍射的）晶面一级衍射的sin为为0.4870.487；（；（1 1）计算晶胞）计算晶胞边长；（边长；（2 2）计算金属钨的密度。）计算金属钨的密度。解解：222222 (1)2sin hklhkladhkl31232322 184 10(2)(316.6 10)6.023 1 0 MVL154.182316.6()20.487pm431

20、.92510 (/)kgm5、氯化亚铜属立方面心晶胞，其密度是、氯化亚铜属立方面心晶胞，其密度是4.135gcm4.135gcm-3-3，从（，从（111111）面反射的面反射的X X射线观察到的布拉格衍射角射线观察到的布拉格衍射角是是6 63030 ，试计算，试计算X X射线射线的波长是多少。的波长是多少。解：氯化亚铜属立方面心晶胞，其晶胞中含有解：氯化亚铜属立方面心晶胞，其晶胞中含有4个氯化亚铜分子，个氯化亚铜分子，其密度其密度为：为：1133332339444(63.5535.45)10 6.023104.13510 0.541810541.8MMaLaLmpm111222541.8312.83adpmhkl2 sin2 312.8 sin6.570.8dpm6 6、NHNH4 4ClCl为简单立方点阵结构，晶胞中含有一个为简单立方点阵结构，晶胞中含有一个NHNH4 4+ +和一个和一个Cl