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習(xí)題講解第一次作業(yè)英文2.6Allowedvaluesforthequantumnumbersofelectronsareasfollows:TherelationshipsbetweennandtheshelldesignationsarenotedinTable2.1.Relativetothesubshells,l=0correspondstoanssubshelll=1correspondstoapsubshelll=2correspondstoadsubshelll=3correspondstoanfsubshellFortheKshell,thefourquantumnumbersforeachofthetwoelectronsinthe1sstate,intheorderofnlmlms

,are100(1/2)and100(-1/2).WritethefourquantumnumbersforalloftheelectronsintheLandMshells,andnotewhichcorrespondtothes,p,anddsubshellsK:s:100(1/2);100(-1/2)L:s:200(1/2);200(-1/2)p:210(1/2);210(-1/2);21-1(1/2);21-1(-1/2);211(1/2);211(-1/2)M:s:300(1/2);300(-1/2)p:310(1/2);310(-1/2);31-1(1/2);31-1(-1/2);311(1/2);311(-1/2)d:320(1/2);320(-1/2);32-1(1/2);32-1(-1/2);321(1/2);321(-1/2);32-2(1/2);32-2(-1/2);322(1/2);322(-1/2)2.7Givetheelectronconfigurationsforthefollowingions:Fe2+,Fe3+,Cu+,Ba2+,Br-,andS2-.SOLUTION

Fe2+:1s22s22p63s23p63d6Fe3+:1s22s22p63s23p63d5Cu+:1s22s22p63s23p63d10Ba2+:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6

Br-:1s22s22p63s23p63d104s24p6S2-:1s22s22p63s23p6

2.17(a)Brieflycitethemaindifferencesbetweenionic,covalent,andmetallicbonding.(b)StatethePauliexclusionprinciple.SOLUTION(a)離子鍵:無(wú)方向性球形正、負(fù)離子堆垛取決電荷數(shù)——電荷平衡體積(離子半徑)金屬鍵:無(wú)方向性球形正離子較緊密堆垛共價(jià)鍵:有方向性、飽和性,電子云最大重疊(b)原子中的每個(gè)電子不可能有完全相同的四個(gè)量子數(shù)(或運(yùn)動(dòng)狀態(tài))2.19Computethepercentsioniccharacteroftheinteratomicbondsforthefollowingcompounds:TiO2,ZnTe,CsCl,InSb,andMgCl2.

SOLUTION由公式:

已知:TiO2,XTi=1.5andXO=3.5ZnTe,已知:XZn=1.6andXTe=2.1,故,%IC=6.05%CsCl,已知:XCs=0.7andXCl=3.0,故:

%IC=73.4%InSb,已知:XIn=1.7andXSb=1.9,故:

%IC=1.0%MgCl2,已知:XMg=1.2andXCl=3.0故:

%IC=55.5%2.24,Onthebasisofthehydrogenbond,explaintheanomalousbehaviorofwaterwhenitfreezes.Thatis,whyistherevolumeexpansionuponsolidification?

水凍結(jié)時(shí)結(jié)晶,非球形的水分子規(guī)整排列時(shí)受氫鍵方向性和飽和性的更強(qiáng)限制,不能更緊密地堆積,故密度變小,體積增大。2-7影響離子化合物和共價(jià)化合物配位數(shù)的因素有那些?離子化合物:體積電荷共價(jià)化合物:價(jià)電子數(shù)電子云最大重疊第二次作業(yè)2.18Offeranexplanationastowhycovalentlybondedmaterialsaregenerallylessdensethanionicallyormetallicallybondedones.

共價(jià)鍵需按鍵長(zhǎng)、鍵角要求堆垛,相對(duì)離子鍵和金屬鍵較疏松2.21UsingTable2.2,determinethenumberofcovalentbondsthatarepossibleforatomsofthefollowingelements:germanium,phosphorus,selenium,andchlorine.

SOLUTIONGe:4P:3Se:2Cl:12-6按照雜化軌道理論,說(shuō)明下列的鍵合形式: (1)CO2的分子鍵合C

sp雜化

(2)甲烷CH4的分子鍵合Csp3雜化

(3)乙烯C2H4的分子鍵合Csp2雜化

(4)水H2O的分子鍵合Osp3雜化

(5)苯環(huán)的分子鍵合 Csp2雜化

(6)羰基中C、O間的原子鍵合Csp2雜化

2-10當(dāng)CN=6時(shí),K+離子的半徑為0.133nm(a)當(dāng)CN=4時(shí),對(duì)應(yīng)負(fù)離子半徑是多少?(b)當(dāng)CN=8時(shí),對(duì)應(yīng)負(fù)離子半徑是多少?若(按K+半徑不變)求負(fù)離子半徑,則:CN=6R=r/0.414=0.133/0.414=0.321nmCN=4R=r/0.225=0.133/0.225=0.591nmCN=8R=r+/0.732=0.133/0.732=0.182nm第三次作業(yè)3.48Drawanorthorhombicunitcell,andwithinthatcella[121]directionanda(210)plane.3.50Hereareunitcellsfortwohypotheticalmetals:

a.Whataretheindicesforthedirectionsindicatedbythetwovectorsinsketch(a)?

bWhataretheindicesforthetwoplanesdrawninsketch(b)?(a)direction1,xyzProjections0ab/2cProjectionsintermsofa,b,andc01/21Reductiontointegers012Enclosure[012]direction2,xyzProjectionsa/2b/2-cProjectionsintermsofa,b,andc1/21/2-1Reductiontointegers11-2Enclosure[112](b)Plane1,∞:1/2:∞;0:2:0;(020)Plane2,1/2:-1/2:1;2:-2:1;(221)3.51*Withinacubicunitcell,sketchthefollowingdirections:ab(c)[012](d)[133](e)[111](f)[122](g)[123](h)[103]3.53Determinetheindicesforthedirectionsshowninthefollowingcubicunitcell:DirectionA:xyz-2/3ab/20c-2/31/20-430[430]DirectionA:DirectionB:

xyz

xyz-2/3ab/20c2/3a-b2/3c-2/31/202/3-12/3-4302-32[430][232]DirectionCDirectionD

xyzxyz1/3a-b-ca/6b/2-c1/3-1-11/61/2-11-3-313-6[133][136]3.57

DeterminetheMillerindicesfortheplanesshowninthefollowingunitcell:planeAxyza/3b/2-c/21/31/2-1/23/12/1-2/1(322)planeB(101)3.58DeterminetheMillerindicesfortheplanesshowninthefollowingunitcell:planeA以(0,1,0)為新原點(diǎn)xyz2/3a-bc/22/3-11/23/2-1/12/13/2-2/24/2(324)planeB(221)3.61*

Sketchwithinacubicunitcellthefollowingplanes:a3.61*

Sketchwithinacubicunitcellthefollowingplanes:abc

defgh3.62Sketchtheatomicpackingof(a)the(100)planefortheFCCcrystalstructure,and(b)the(111)planefortheBCCcrystalstructure(similartoFigures3.24band3.25b).(a)FCC:(100)plane(b)BCC:(111)plane3.81ThemetaliridiumhasanFCCcrystalstructure.Iftheangleofdiffractionforthe(220)setofplanesoccursat69.22°(first-orderreflection)whenmonochromaticx-radiationhavingawavelengthof0.1542nmisused,compute(a)theinterplanarspacingforthissetofplanes,and(b)theatomicradiusforaniridiumatom.SOLUTION:已知:銥FCC的(220)晶面,2θ=69.22°;λ=0.1542nm;n=1由公式:nλ=2dsinθ和dhkl=a/()故解:(a)d220=0.1542/(2sin34.61°)=0.1357(nm)(b)∵a=d220×=2d220;又FCC的2R=a/=2d220∴R=d220=0.1357(nm)即:其(220)晶面間距為0.1357nm;銥原子半徑也為0.1357nm。2-14計(jì)算(a)面心立方金屬的原子致密度;(b)面心立方化合物NaCl的離子致密度(離子半徑r(Na+)=0.097,r(Cl-)=0.181);(C)由計(jì)算結(jié)果,可以引出什么結(jié)論?解:(a)∵面心立方金屬∴一個(gè)晶胞中有四個(gè)金屬原子,且a=4R/√2有:PF=4(4πR3/3)/a3

=16πR3(2√2)/(3)(64R3)=0.74答:面心立方金屬的原子致密度為0.74(b)解:∵面心立方化合物NaCl,

且:r(Na+)=0.097,r(Cl-)=0.181∴一個(gè)晶胞中有四個(gè)Na離子、四個(gè)Cl離子有:PF=[4(4πr3/3)+4(4πR3/3)]/(2r+2R)3=16π(0.0973+0.1813)/3(8)(0.097+0.181)3

=0.64答:面心立方化合物NaCl的離子致密度為0.64(c)結(jié)論:(1)同種原子晶體的致密度只與晶胞類型相關(guān),與原子尺寸無(wú)關(guān)(2)化合物晶體的離子致密度與離子大小相關(guān)2-18在體心立方結(jié)構(gòu)晶胞的(100)面上按比例畫出該面上的原子以及八面體和四面體間隙。

八面體四面體2-24方向?yàn)閇111]的直線通過(guò)1/2,0,1/2點(diǎn),則在此直線上的另外兩點(diǎn)的坐標(biāo)是什么?解:∵該直線過(guò)為:u=1/2v=0w=1/2u=0:

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