仪器分析原理（何金兰版）课后答案(4)

CH3CH2CCl11

解释下列化合物中所指出的质子为何有不同的δ值？

HCHaHOHa=7.72CH3Hb=7.40

Hb答： Ha和Hb是化学全同、非碳全同的质子，Ha只受一个邻碳自旋耦合和两个远程4J

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自旋耦合的影响；而Hb受到两个邻碳质子J自旋耦合的影响和两个远程J自旋耦合的影响。所以，它们有不同的δ值。 12 下图为乙酸乙酯的NMR谱，试解释各峰的归属。

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下图为乙酸异丙酯的NMR谱，试解释各峰的归属。

14 某化合物的分子式为C4H10O, 下图为其NMR谱。试推断其结构式。

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15 名词解释：

同碳耦合，邻碳耦合，远程耦合，化学全同；磁全同。

答： 同碳耦合：表示氢核之间存在两个键；邻碳耦合：表示氢核之间存在三个键；远程

耦合：氢核之间存在四个键以上的耦合；磁全同：化学全同质子与组外任一核磁耦合时，其耦合常数相等，即具有相同的自旋耦合，这一组质子称为磁全同质子。

第7章

1

名词解释：

结合能，费米能级，样品功函数，仪器功函数，电离能，垂直电离能，绝热电离能。

答： 结合能：是指样品中的电子从原子或分子的某能级跃迁到费米能级所需要的能量，

也可以看作原子在光电离前后的能量差，即原子在始态和终态的能量差。

费米能级：是指在绝对零度(0ok)时，固体能带中充满电子的最高能级。

样品功函数：固体样品由费米能级变到真空静止电子还需要一定的能量，此能量称

为样品的功函数。

电离能：价电子的结合能习惯上称为电离能。

垂直电离能：电离发生在中性分子和电离分子对应能级之间，相应的电离能称为垂

直电离能，其跃迁几率最大。

绝热电离能：电离发生在中性分子基态和分子离子的基态之间，相应的电离能称为

绝热电离能。

2 以MgKα (λ=989.00pm)为激发源，测得ESCA光电子动能为977.5eV(包括仪器的功

函数)，求此元素的电子结合能。

解： 根据公式(7.3)

Eb = hυ－Ek′－φ′ = hc/λ － 977.5eV

= [6.626310-3433.031010/989.0310-10]36.2431018 － 977.5 = [19.878310/989.0310] 36.24310－ 977.5

17

-24

-10

18

= 1250 － 977.5=272.5(eV)

3 试比较ESCA光电子能谱，俄歇电子能谱和X-射线荧光光谱原理及特点。

答： ESCA光电子能谱，俄歇电子能谱都是最适宜研究原子的内层电子受激后光电子的

能量信息，从而获得物质的组成结构等信息；而X-射线荧光光谱是通过原子内层电子受激后产生的特征波长来反映原子的内层能级结构，从而识别元素，但X-射线荧光光谱不能反映元素的状态。上述三方法的激发源都可使用X-射线作光源。ESCA光电子能谱，俄歇电子能谱都是物质表面分析工具，用于表面组成和化学状态的分析。但是ESCA光电子能谱对Z＞32的重元素敏感，而俄歇电子能谱对Z＜32的轻元素敏感，并且更适于作元素状态分析。

4 如何区别样品发射的电子是ESCA光电子还是俄歇电子？

答： 光电子峰和俄歇电子峰的根本区别是：光电子的动能随激发源的X射线的能量而变

化；而俄歇电子的动能和激发的X射线的能量无关。 5 ESCA光电子能谱的伴峰有哪几种类型，各有何特征？

答： 伴峰有4种类型：① X射线源的卫星线(伴线)产生的伴峰，其强度约为主峰的十分

之一；② 俄歇电子峰，其动能和激发的X射线的能量无关；③ 振激峰和振离峰。振激过程是量子化的，出现的峰是连续的锐峰；振离过程是非量子化的，出现的峰是“台阶”式的波峰；两者都在能谱图的低能区域出现。④ 峰的多重分裂，由于过渡元素的外壳的d或f支壳层有未填满的电子空位，所以，过渡元素的光电子能谱常常出现光电子的多重分裂。 6 如何从紫外光电子能谱带的形状来探知分子轨道的价电子性质？

答： 可以说，在双原子分子中存在三种类型的电子：非键电子、成键基态电子和反键电

子。三种不同电子的电离所形成的分子离子的位能曲线是不同的。电离一个非键电子所生成的分子离子的振动频率几乎不变，原子的核间平衡距离也不变，分子离子几何构型也和中性分子相同；若激发电离移去的电子是成键电子，化学键的强度相应减弱，其结果是分子离子的振动频率减低，核间平衡距离增大；若激发电离移去的是反键电子，则分子离子的核间平衡距离较中性分子的核间平衡距离还小，振动频率则增高。 7 有一金属Al样品，清洁后立即进行测量，光电子能谱上存在两个明显的谱峰，其值分别为72.3eV和7.3eV，其强度分别为12.5和5.1个单位。样品在空气中放置一周后，进行同样条件下测量，两谱峰依然存在，但其强度分别为6.2和12.3个单位。试解释之。

答： 清洁后的金属Al表面上的双峰分别是Al2O3(7.3eV)和Al(72.3eV)的3s的电子结合

能。放置一周后，Al2O3的含量增加，所以其峰强度增加。(有再考虑考虑!)

第8章

18

1 名词解释：

晶胞参数，点阵参数，结构单元，阵点，米勒指数，面间距。

答： 晶胞参数：是指晶胞的三个棱a、b、c的长度、三条棱之间的夹角α、β、γ和晶胞

的体积V。点阵参数：就是晶胞参数。结构单元：是固定配位的离子、原子或分子。阵点：点阵中的结点。米勒指数：点阵的面与晶胞三个坐标a、b、c的相交，交点的点阵参数a、b、c分别除以面与各坐标的截距，将所获得的数加上圆括号，就是该面的指数，这种面的指数称为米勒指数。面间距：? 2 简述倒易点阵的点阵及其矢量的长度与晶体点阵的关系。 答：倒易点阵的三个单位矢量定义为(8.1)式，即 a??b?cV,b??c?aV,c??a?bV

3 晶系是按晶体形状来分类吗？简述立方晶系，四方晶系，正交晶系的区别。

答： 晶系是按晶体点阵的对称性元素分类，立方晶系，在4个按立方体对角线排列的

方向上有一三重轴；四方晶系，在1个方向上有四重轴；正交晶系，有三个互相垂直二重轴，或两个互相垂直的对称面。 4

金为面心立方结构，晶胞参数a=407.825pm(25℃)，晶胞中含有4个金原子。25℃时

-1

金的密度为19.285g?cm。试计算金的相对原子质量。 解： 根据公式 M =ρV N0/n =19.285×(407.825×10-10)336.024431023/4 = 197.202.25 5 已知钠为体心立方点阵，晶胞中含有2个原子，晶胞参数a=429.0pm，试计算金属钠

的密度。

23-103

解： 根据公式 ρ= n M/ V N0=2322.99/6.02443103(429.0310) =0.967 (g?cm-1) 6 已知晶胞参数a, b, c, α=β=γ=90°；晶胞中存在一个三原子组成的分子，它们的

坐标分别为(x1,y1,z1)，(x2,y2,z3)，(x3,y3,z3)。求三原子之间的键长和键角。 解 7 金属AL为立方晶系，用CuKα射线（λ=1.5405?）测得晶面（333）的一级衍射角

为81°17ˊ，求晶胞参数a。

解： 根据公式(8.9) 2d(hkl)sin?n= nλ ?

今有一批富氏体（氧化铁），测得其密度为5.71g?cm-1，经X-射线衍射法测得其立方晶系晶胞参数a = 428.0pm，计算这批富氏体的化学式，并计算 …… 此处隐藏：2698字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……