代入计算公式得：
32r?3s??a0?4.1a02.2 22*r?2p??a0?0.58a06.85 225 F原子基组态为(1s)(2s)(2p)
*Z*?2p??9?0.85?2?0.35?6?5.2
代入公式计算得：
Z*?3s??9?1.00?2?0.85?7?1.05
32r?3s??a0?8.6a01.05 22r*?2p??a0?0.77a05.2
*
【2.19】写出下列原子能量最低的光谱支项的符号：(a)Si; (b)Mn; (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 Hund规则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）
22Ne3s3p??Si：
?1?0?1
?1?0??1??2
3m?1,S?1;m?1,L?1;L?S?0;P0 SL
（b）
25Ar4s3d??Mn：
?2555mS?,S?;mL?0,L?0;L?S?;6S5/2222
（c）
2105??Ar4s3d4p??1Br：
??0??1
113mS?,S?;mL?1,L?1;L?S?;2P3/2222
（d）
14Kr5s4d??Nb：
?2?1?0??1?2
551mS?,S?;mL?2,L?2;L?S?;6D1/2222
（e）
28Ar4s3d??Ni：
??2??1??0??1??2
mS?1,S?1;mL?3,L?3;L?S?4,3F4
【2.20】写出Na原子的基组态、F原子的基组态和碳原子的激发态（1s22s22p13p1）存在的光谱支项符号。
2261(1s)(2s)(2p)(3s)解：Na原子的基组态为。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贡献。Na原子的轨道角动量和自旋
212L?0,S?S22角动量仅由3s电子决定：，故光谱项为；J只能为，故光谱支项为S1/2。
1F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----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)1组态的光谱项和光谱支项。这里只有一个电子，
231112S?1J?1??J?1??2,L?1，22223/2P故光谱项为。又或，因此有两个光谱支项：P21/2。 和P对C原子激发态（1s22s22p13p1），只考虑组态(2p)1 (3p)1即可。2p和3p的电子是不等价电子，因而(2p)1 (3p)1组态不受Pauli原理限制，可按下述步骤推求其项谱：由l1?1,l2?1得
3331111L?2,1,0；由s1?12,s2?2得S?1,0。因此可得6个光谱项：D,P,S,D,P,S。根
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，如D，它分裂为
33D3,3D2和3D1等三个支项。6个光谱项共分裂为10个光谱支项：333111D3,3D2,3D1,3P2,3P1,P0,S1,D2,P1,S0。
【2.21】基态Ni原子的可能的电子组态为：（a）[Ar]3d84s2; (b)[Ar]3d94s1，由光谱实验确定其能量最低的光谱支项为3F4。试判断它是哪种组态。
解：分别求出a，b两种电子组态能量最低的光谱支项，与实验结果对照，即可确定正确的电子组态。
3m?1,S?1;m?3,L?3;L?S?4SL组态a：。因此，能量最低的光谱支项为F4，与
光谱实验结果相同。
3m?1,S?1;m?2,L?2;L?S?3SL组态b：。因此，能量最低的光谱支项为D3，
与光谱实验结果不同。
82Ar3d4s??所以，基态Ni原子的电子组态为。
【2.22】列式表明电负性的Pauling标度和Mulliken标度是怎样定的？
解：Pauling标度：
???B?0.102?
A??式中A和B分别是原子A和B的电负性，Δ是A—B键的键能与A-A键和B-B键键能的几
何平均值的差。定F的电负性
Mulliken标度：
12?F＝4。
?M?0.18(I1?Y)
式中I1和Y分别为原子的第一电离能和电子亲和能(取以eV为单位的数值)，0.18为拟合常数。
[评注] 电负性是个相对值，在Mulliken标度中拟合常数有的选0.21，有的选0.5，用Mulliken标度时应予以注意。
【2.23】原子吸收光谱分析较原子发射光谱分析有那些优缺点，为什么？
解：原子从某一激发态跃迁回基态，发射出具有一定波长的一条光线，而从其他可能的激发态跃迁回基态以及在某些激发态之间的跃迁都可发射出具有不同波长的光线，这些光线形成了原子发射光谱。
原子吸收光谱是由已分散成蒸气状态的基态原子吸收光源所发出的特征辐射后在光源光谱中产生的暗线形成的。
基于上述机理，原子吸收光谱分析同原子发射光谱分析相比具有下列优点：
①灵敏度高。这是因为，在一般火焰温度下(2000～3000K)，原子蒸气中激发态原于数目只占基态原子数目的10～10左右。因此，在通常条件下，原子蒸气中参与产生吸收光谱的基态原子数远远大于可能产生发射光谱的激发态原子数。
②准确度较好。如上所述，处于热平衡状态时，原子蒸气中激发态原子的数目极小，外界条件的变化所引起的原子数目的波动，对于发射光谱会有较大的影响，而对于吸收光谱影响较小。例如，假设蒸气中激发态原子占0.1%，则基态原子为99.9%。若外界条件的变化引起0.1%原子的波动，则相对发射光谱会有1%的波动影响，而对吸收光谱．波动影响只近于0.1%。
③谱线简单，受试样组成影响小。空心阴极灯光源发射出的特征光，只与待测元素的原子从其基态跃迁到激发态所需要的能量相当，只有试样中的待测元素的原子吸收、其他元素的原子不吸收此光。因而不干扰待测元素的测定。这使谱线简单，也避免了测定前大量而繁杂的分离工作。
④仪器、设备简单，操作方便、快速。
【2.24】什么是X射线荧光分析?X射线怎样分光?
解：利用能量足够高的X射线照射试样，可产生频率低于原生X射线的次生X荧光射线。产生X荧光的机理与产生原生特征X射线的机理相似，即由高能的原生X射线的光子轰击原于内层电子，再由其他内层电子补位而产生X荧光。这些具有一定特征的次生X光形成了X荧光光谱。利用分光计分析X射线荧光光谱(即测定特征谱线的波长和强度)，鉴定样品的化学成分及其含量，称为X射线荧光分析。
X射线一般用晶体光栅进行分光。
【2.25】什么是电子探针?有何优点?
解：电子探针全名为电子探针X射线显微分析仪，又叫微区X射线谱分析仪。它是利用经过加速和聚焦的极细的电子束作为探针，激发试样中某一微小区域，使其发出特征X射线，测定该X射线的波长和强度，即可对该微区所含的元素作定性和定量分析。
电子探针已成为人们研究物质亚微观结构的有力工具。它具有以下优点：
-13
-3
(1)能进行微区分析。可分析体积为数个(μm)内元素的成分。
(2)能进行现场分析。无需把分析对象从样品中取出，可直接对大块试样中的微小区域进行分析。把电子显微境和电子探针结合，可把在显微镜下观察到的显微组织与元素成分联系起来。
(3)分析范围广。除H，He，Li，Be等少数轻元素外，其他元素都可用它进行定性和定量分析
3
03 共价键和双原子分子的结构化学
【3.1】试计算当Na和Cl相距280pm时，两离子间的静电引力和万有引力；并说明讨论
??化学键作用力时，万有引力可以忽略不计。（已知：完有引力
F?GN?m?kg；静电引力
解：万有引力
2?2F?Kq1q2,K?9.0?109N?m2?C?22r）
m1m2,G?6.7?10?112r
?112?2m1m2??6.7?10Ngmgkg?F?G2r?23?35???1.6?10?27kg?2?2.8?10??192102m2静电引力
?1.76?10?43N
F?k?2.94?10?9N 34由上计算可见，在这情况下静电引力比万有引力大10倍，所以万有引力可以忽略不计。
【3.2】写出O2，O2，O2的键级，键长长短次序和磁性。
解：
?O2分子（或离子） ?2?1.6?10C?q1q292?2??9.0?10NgmgC??2?10r22.8?10m??O2
2
?2?O2O2
键 级 键长次序 磁 性
22.5 1.5 1
??2?O2?O2?O2 顺磁 顺磁 顺磁 抗磁 ?H【3.3】2分子基态的电子组态为?1s?，其激发态有 ??????bc?????a??s?1?s?1s?1*s?1s?1*s试比较? , , 反磁性？ a?，?b?，?c?三者能级的高低次序，说明理由，能量最低的激发态是顺磁性还是 解：Ec?Ea?Eb。因为（c）中两个电子都在反键轨道上，与H原子的基态能量相比， Ec约高出?2?。而（a）和（b）中的2个电子分别处在成键轨道和反键轨道上，Ea和