Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте сначала разберем, что такое магнетон Бора и как его можно использовать для определения количества магнетонов на атом кобальта.

Шаг 1: Определение количества атомов в одном кубическом метре кобальта

Для начала, нам нужно узнать, сколько атомов кобальта содержится в одном кубическом метре. Мы можем использовать плотность и атомную массу для этого.

• Плотность кобальта (ρ) = 8.9 * 10^3 кг/м³
• Атомная масса кобальта (M) = 59 г = 59 * 10^-3 кг

Теперь найдем количество атомов в одном кубическом метре:

Количество атомов = (плотность) / (атомная масса) * число Авогадро.

Число Авогадро (N_A) примерно равно 6.022 * 10^23 атомов/моль.

Количество атомов в 1 м³ кобальта:

n = (8.9 * 10^3) / (59 * 10^-3) * (6.022 * 10^23) ≈ 9.03 * 10^28 атомов/м³.

Шаг 2: Определение намагниченности

Намагниченность насыщения (Ms) кобальта равна 1400 Гс. Намагниченность также может быть выражена через количество магнетонов Бора на атом:

Ms = n * μ, где μ - магнитный момент на атом.

Магнитный момент на атом можно выразить через количество магнетонов Бора (N_B):

μ = N_B * m_B, где m_B = 9.27 * 10^-21 эрг/Э.

Таким образом, мы можем выразить намагниченность как:

Ms = n * N_B * m_B.

Теперь подставим известные значения и найдем N_B:

1400 Гс = (9.03 * 10^28) * N_B * (9.27 * 10^-21).

Решим это уравнение для N_B:

N_B = 1400 / (9.03 * 10^28 * 9.27 * 10^-21).

После расчета получаем:

N_B ≈ 1.67.

Шаг 3: Определение электронной конфигурации кобальта

Теперь давайте обсудим, какая электронной конфигурации может соответствовать этому количеству магнетонов Бора. Кобальт имеет атомный номер 27, и его электронная конфигурация:

• 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁷ 4s².

Из этой конфигурации видно, что у кобальта есть 7 электронов в d-орбитали и 2 электрона в s-орбитали. В d-орбитали кобальта могут быть 4 неспаренных электрона, что соответствует конфигурации d⁷.

Шаг 4: Подходят ли эти значения для кобальта?

Так как мы получили N_B ≈ 1.67, это означает, что на атом кобальта приходится примерно 1.67 магнетонов Бора. Это значение не совсем целое, но оно близко к тому, что мы ожидаем для d⁷ конфигурации, где 3 электрона могут быть неспаренными, что дает нам возможность для спинов и магнитных моментов.

Таким образом, можно сделать вывод, что электронная конфигурация кобальта d⁷ вполне подходит, и он действительно имеет намагниченность, соответствующую полученным расчетам.