自学助考《结构化学》练习

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⑵ 解此行列式,得: x1??2 , x2?x3?1,

离域π轨道能级为:E1???2?, E2?E3???? ∵β为负值,∴ E1 ? E2 = E3 环丙烯基 π

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的π电子的能量为 : EDπ=2E1 + E2 =3α+ 3β

生成定域π键,π电子的能量为:ELπ= 3α +2β 离域能 :DEπ= EDπ- ELπ= β ⑶ 环丙烯基离域π轨道能级图 :

15.用HMO法处理丙烯基阴离子: ⑴ 写出其休克尔行列式; ⑵ 求离域π轨道能级和离域能; ⑶ 画出其离域π轨道能级图。 解:⑴ 休克尔行列式为 :

xD(x)?10⑵ 解此行列式,得: x1??2 , 离域π轨道能级为:E1??? ∵β为负值,∴ E1 < E2 < E3

烯丙基阴离子 π

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1x101?0 xx2?0, x3?2

2?,E2?? ,E3???2?

的π电子的能量为 : EDπ=2E1 +2E2 = 4α+22?

生成定域π键,π电子的能量为:ELπ= 4α +2β 离域能 :DEπ= EDπ- ELπ= 0.828β ⑶ 烯丙基阴离子离域π轨道能级图为:

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16.试求面心立方最密堆积结构(A1型)的堆积系数。 解:设圆半径为R,晶胞棱长为a,晶胞面对角线长 : 晶胞体积:

4R?2aa?22RV晶?a3?(22R)3?162R3416V球?4??R3??R333163?R3?100%??74.05162R立方面心晶胞中含4个圆球,球的体积为: A1型的堆积系数为:

V球V晶胞17.试求体心立方密次堆积结构(A2型)的堆积系数。

解:立方体心的体对角线上球相切,故体对角线长为:

晶胞体积为: ,

体心立方晶胞含2个球,故球的体积为:

18已知金属Ni为面心立方结构,原子间的接触距离为249.2pm,试计算: ⑴ 金属Ni的晶胞参数a

⑵ 理论密度(Ni的相对原子质量为58.69) ⑶ (110)晶面间距。

⑴ 金属Ni为面心立方晶胞,原子在其面对角线方向上互相接触,故晶胞参数a为:

a?22r?2?249.2pm?352.4pm

⑵ 金属Ni,面心立方晶胞中含有4个Ni原子,其理论密度为:

ZM4?58.69g?mol?1?3 D?3 ??8.911g?cm?10323?1aN0(352.4?10cm)?6.02?10mol 30

d110?112?12?02a?1?352.4pm?249.2pm 219.钨具有体心立方结构,实验测得W的密度为19.30 g /cm3, 求W的晶胞参数和金属半径。 (W的相对原子量为183.9 )

解:⑴金属钨为体心立方晶胞中含有2个W原子,其理论密度为:D?ZM a3N01ZM12?183.9g?mol?13?a?()?()3?316.3pm ?323?1DN019.3g?cm?6.02?10mol⑵金属钨为体心立方晶胞,其体对角线方向上互相接触,原子半径r和晶胞参数a的关系式为: r?3a?43?316.3pm?136.8pm

420.铝为面心立方结构,密度为2.70 g cm-3,试计算它的晶胞参数和原子半径。(铝的相对原子量为:26.98) 解:⑴金属铝为面心立方晶胞中含有4个Ni原子,其理论密度为:D?ZM

3aN01ZM14?26.98g?mol?13?a?()?()3?404.9pm ?323?1DN02.70g?cm?6.02?10mol⑵金属铝为面心立方晶胞,其面对角线方向上互相接触,原子半径r和晶胞参数a的关系式为: r?a22?404.9pm?143.2pm

2221.已知金属钽为体心立方结构,晶胞参数a = 330pm, 试计算: ⑴ 金属钽的原子半径;

⑵ 理论密度(Ta的相对原子质量为181) ⑶ (110)面间距。

解:⑴ 金属钽为体心立方晶胞体对角线方向上互相接触,原子半径r和晶胞参数a的关系式为:

r?33a??330pm?143pm 44⑵ 金属钽体心立方晶胞中含有2个钽原子,其理论密度为:

ZM2?181g?mol?1?3 D?3??16.7g?cm?10323?1aNA(330?10cm)?6.02?10mol⑶ (110)面间距为: d110?112?12?0a?1?330pm?233pm 222.已知金属钠为体心立方结构, 晶胞参数a = 429 pm, 试计算:

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⑴ 金属钠的原子半径;

⑵ 理论密度(Na的相对原子质量为23) ⑶ (210)面间距。

解:⑴ 金属钠为体心立方晶胞,体对角线方向上互相接触,原子半径r和晶胞参数a的关系式为:

r?33a??429pm?185.8pm 44⑵ 金属钠体心立方晶胞中含有2个钠原子,其理论密度为:

ZM2?23g?mol?1?3??0.96g?cm D?3 ?10323?1aN0(429?10cm)?6.02?10mol⑶ (210)面间距为: d210?122?12?0a?1?429pm?191.9pm 523. 已知金属铂为 A1型结构,原子间的接触距离为277.4pm,试计算: ⑴ 金属铂的晶胞参数a;

⑵ 理论密度(Pt的相对原子质量为195) ⑶ (111)晶面间距。

解:⑴ 金属Pt为面心立方晶胞,Pt原子其面对角线方向上互相接触,故晶胞参数a为:

a?22r?2?277.4pm?392.3pm

⑵ 金属Pt,面心立方晶胞中含有4个Ni原子,其理论密度为:

ZM4?195g?mol?1?3??21.45g?cm D?3

aN0(392.3?10?10cm)3?6.02?1023mol?1⑶

d111?11?1?1222a?13?392.3pm?226.5pm

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