结构化学习题解答

结构化学习题解答 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

《物质结构》第三章习

题

1. 试述正八面体场、正四面体场、正方形场中，中心离子d轨道

的分裂方式。

2. 试根据晶体场理论说明直线形配合物MX2中(以分子轴为z 轴)，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。

3*. 试根据晶体场理论说明三角双锥配合物中，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。

4. 简述分裂能与中心离子和配体的关系。

5. 配体CN-，NH3，H2O，X-在络光谱化学序列中的顺序是( )

(A) X-< CN--< NH3 < H2O (B) CN-< NH3< X- < H2O

(C) X-< H2O < NH3 < CN- (D) H2O < X- < NH3 < CN-

6. 在下列每对络合物中，哪一个有较大的O，并给出解释。

① [Fe(H2O)6]2+ 和 [Fe(H2O)6]3+② (b)[CoCl6]4-和 [CoCl4]2-

③ [CoCl6]3-和 [CoF6]3-④ [Fe(CN)6]4- 和 [Os(CN)6]4-

7. 下列配合物离子中，分裂能最大的是 ( )

(A)[Co(NH3)6]2+ (B)[Co(NH3)6]3+

(C)[Co(H2O)6]3+ (D)[Rh(NH3)6]3+

8. 下列配位离子中，O值最大的是 ( )

(A) [CoCl6]4- (B) [CoCl4]2- (C) [CoCl6]3- (D) [CoF6]3-

9. 以下结论是否正确“凡是在弱场配体作用下，中心离子d电子一定取高自旋态；凡是在强场配体作用下，中心离子d电子一定取低自旋态。”

10. 试写出d6金属离子在八面体场中的电子排布和未成对电子数

(分强场和弱场两种情况)。

11. 下列络合物哪些是高自旋的 ( )

(A) [Co(NH3)6]3+ (B) [Co(NH3)6]2+

(C) [Co(CN)6]4- (D) [Co(H2O)6]3+

12. 按配位场理论，正八面体场中无高低自旋态之分的组态是( )

(A) d3 (B) d4 (C) d5 (D) d6 (E) d7

13. 试判断下列配位离子为高自旋构型还是低自旋构型，并写出d电子的排布。

①Fe(H2O)62+ ②Fe(CN)64- ③Co(NH3)63+ ④Cr(H2O)62+⑤Mn(CN)64-

14. 为什么正四面体的络合物大多是高自旋

15. Ni2+的低自旋络合物常常是平面正方形结构，而高自旋络合物

则多是四面体结构，试用晶体场理论和杂化轨道理论解释之。16. Ni2+有两种络合物，根据磁性测定知 [Ni(NH3)4]2+是顺磁性，[Ni(CN)4]2-为反磁性，试推测其空间结构。

17. F-是弱配体，但配位离子NiF62-却呈反磁性，这说明Ni4+的d 电子按低自旋排布，试解释原因。

【1-17答案】

1. 正八面体场中分裂成两组：低能级d xy, d xz, d yz (t2g)；高能级d x2-y2,d z2 (e g)

正四面体场中分裂成两组：低能级d x2-y2,d z2 (e)；高能级d xy,

d xz, d yz (t2)

正方形场中分裂成四组：由高到低依次为：{d xz, d yz}；

{d z2}；{d xy}；{d x2-y2}

2. d z2直指配体, 能量最高； d x2-y2, d xy受到配体的斥力最小；d x

d yz能量居中；

3*. d z2直指配体, 能量最高； d xz, d yz受到配体的斥力最小；d x2 y2

, d xy能量居中。

4. ①配体固定时，中心离子的电荷越高，周期数越大，则越大。

②中心离子固定时，随配体的变化由光谱化学序列确定(该顺序

几乎和中心离子无关)，若只看配位原子，随配位原子半径的减小而增大：I

5. (C)

6. ①[Fe(H2O)6]3+，因为Fe3+有高电荷；

②[CoCl6]4-，因为O>T；

③[CoF6]3-，因为F-是比Cl-强的配位体

④[Os(CN)6]4-，因为Os2+的周期数大于Fe2+

7. (D) NH3是强配体，Rh3+的电荷数高、周期数大。

8. (D) F-是Cl-强的配体，Co3+引起的分裂能比Co2+大。

9. 此结论仅在正八面体场中，中心离子d电子数为4,5,6,7时才成立。(八面体场中，d电子数为1,2,3,8,9,10时，无论强场弱场， d电子只有一种排布方式，无高低自旋之分。正四面体场中，分裂能较小，故如果可有高、低自旋态，大多是高自旋态；而正方形场中则大多是低自旋态)

10. 强场，(t2g)6，无未成对电子；弱场，(t2g)4(e g)2，4个未成对电子

11. (B)(D)

12. (A)

13. ①Fe(H2O)62+，d6，弱场高自旋，(t2g)4(e g)2

②Fe(CN)64-，d6，强场低自旋，(t2g)6

③Co(NH3)63+ d6，强场低自旋，(t2g)6

④Cr(H2O)62+，d4，弱场高自旋，(t2g)3(e g)1

⑤Mn(CN)64-，d5，强场低自旋，(t2g)5

14. 正四面体场分裂能较小, 通常

15. Ni2+为d8组态

(1) 根据配位场理论，若是正方形场，d电子排布是

(d xz,d yz)4(d z2)2(d x2-y2)2，所有d电子成对；若是四面体场，d电

子排布是(e)4(t2)4，有两个未成对电子。

(2) 根据杂化轨道理论，若为低自旋，则8个d电子集中在 4 个d轨道，空出的一个d轨道和s,p轨道形成dsp2杂化轨道,

为平面正方形；若为高自旋，8个d电子分布在5个d轨道，

取sp3杂化，形成四面体形。

16. [Ni(NH3)4]2+是四面体构型，[Ni(CN)4]2-为正方形构型

17. 分裂能随金属离子电荷增高而增大，Ni4+(d6)电荷高，使分裂

能大于成对能，而采取低自旋排布(t2g)6，呈反磁性。

18. 用晶体场理论推测下列络合物的未成对电子以及磁性：

① [Fe(CN)6]4-② [Fe(CN)6]3-③ [Mn(CN)6]4-，

④[Co(NO2)6]3-⑤ [Fe(H2O)6]3+⑥[CoF6]3-

19. 下列哪个络合物的磁矩最大 ( )

(A) 六氰合钴(Ⅲ)离子 (B) 六氰合铁(Ⅲ)离子

(C) 六氨合钴(Ⅲ)离子 (D) 六水合锰(Ⅱ)离子

(E) 六氨合钴(Ⅱ)离子

20. 下列配位离子中磁性最大的是 ( )

(A) Mn(H2O)63+ (B) Fe(H2O)63+ (C) Fe(CN)64-

(D) Co(NH3)63+ (E) Cr(H2O)62+

21. 凡是低自旋络合物一定是反磁性物质。这一说法是否正确

22. [FeF6]3-络离子的磁矩为 ( )

(A) 3B (B) 5B (C) B (D) B

23. K3[FeF6]的磁矩为玻尔磁子，而K3[Fe(CN)6]的磁矩为玻尔磁

子，这种差别的原因是 ( )

(A) 铁在这两种化合物中有不同的氧化数

(B) CN-离子比 F-离子引起的晶体场场分裂能更大

(C) 氟比碳或氮具有更大的电负性

(D) K3[FeF6]不是络合物

24. 已知[Fe(CN)6]3-，[FeF6]3-络离子的磁矩分别为B，B，

①分别计算两种络合物中心离子未成对电子数；

②用图分别表示中心离子d轨道上电子排布情况；

③两种络合物其配位体所形成的配位场，是强场还是弱场

25. 某金属离子在八面体弱场中的磁矩为玻尔磁子，而它在八面

体强场中的磁矩为0，该中心离子可能是 ( )

(A) Cr(Ⅲ) (B) Mn(Ⅱ) (C) Co(Ⅱ) (D) Fe(Ⅱ)

26. 在Fe(H2O)62+和Fe(CN)64-中，Fe2+的有效离子半径哪个大说明

理由。

27. 为什么过渡金属络合物大多有颜色

28. 络合物的光谱(d-d跃迁)一般在什么区域 ( )

(A) 远紫外 (B) 红外 (C) 可见-近紫外 (D) 微波29. 络合物中电子跃迁属d-d跃迁，用_________光谱研究最为

合适。

30. 推测下列两对络合物中，哪一个络合物的d-d跃迁能量较高：

①Pt(NH3)42+ , Pd(NH3)42+ ② Co(CN)63-, Ir(CN)63-

31.推测下列两对络合物中，哪一个络合物的d-d跃迁能量较高：

①Co(CN)63-和Ir(CN)63-②[RhCl6]3-和[Rh(CN)6]3-

32. 铁的两种络合物：(A) Fe(CN)6，(B) Na3FeF6，它们的磁矩大小关系为A___B，它们的紫外可见光谱d-d跃迁的波长大小关系为A___B。

33. 推测(1)六水合铁(Ⅲ), (2)六水合铁(Ⅱ), (3)六氟合铁(Ⅱ)三种络合物的d-d跃迁频率大小顺序 ( )

(A) 1>2>3 (B) 1>3>2 (C) 3>2>1 (D) 3>1>2 (E) 2>1>3

34. 某同学测定了三种络合物d-d跃迁光谱，但忘了贴标签，请帮他将光谱波数和络合物对应起来。

已知三种络合物为 [ CoF6]3-，[Co(NH3)6]3+，[Co(CN)6]3-，它们的三个光谱波数分别为 34,000 cm-1，13,000 cm-1，23,000 cm 1。

【18-34答案】

18.络合物未成对电子磁性

[Fe(CN)6]4- (t2g)6 0 反磁性

[Fe(CN)6]3- (t2g)5 1 顺磁性

[Mn(CN)6]4- (t2g)5 1 顺磁性

[Co(NO2)6]3- (t2g)6 0 反磁性

[Fe(H2O)6]3+ (t2g)3(e g)2 5 顺磁性

[CoF6]3- (t2g)4(e g)2 4 顺磁性注，高自旋态的d电子配对情况和自由离子是相同的，例如，Co3+和[CoF6]3-中，未成对d电子数都是4。

19. (D) 络合物磁矩B

n

nμ

μ)2

(+

=(B为玻尔磁子， n是未成对电子数)。容易看出，选项中只有(D)是弱场高自旋，未成对电子数为4.

20. (B) Fe(H2O)63+是弱场高自旋，有5个未成对电子

21. 否，低自旋络合物仍可能有未成对电子。

22. (D) Fe3+(d5组态)，八面体弱场，(t2g)3(e g)2，有5个未成对

电子，B

B

B

n

nμ

μ

μ

μ9.5

)2

5(5

)2

(=

+

=

+

=

23. (B)

24. Fe3+(d5)，八面体场，

①[Fe(CN)6]3-：7.1

)2

(=

+

n

n n=1； [FeF6]3-：n=5

② [Fe(CN)6]3-：低自旋，(t2g)5； [FeF6]3-：高自旋，(t2g)3(e g)

③[Fe(CN)6]3-：强场； [FeF6]3-：弱场

25. (D)

26. 高自旋态的离子半径大于低自旋态。Fe(H2O)62+是弱场高自

旋，Fe(CN)64-是强场低自旋，前者Fe2+的有效半径大。

27. 在配位场作用下, d轨道产生了分裂, 分裂后的能级差值落在可见光谱区域, 因此可以吸收可见光谱而产生d-d跃迁。物质的颜色为吸收的可见光谱的互补色, 故有颜色。

28. (C)

29. 紫外-可见光谱。

30. 分裂能大的络合物d-d跃迁能量高①Pt(NH3)42+；②

Ir(CN)63-

31. 分裂能大的络合物d-d跃迁能量高①Ir(CN)63-；②

[Rh(CN)6]3-

32. <，<

Fe(CN)6，强场低自旋态，未成对电子少，故磁矩较小；又，分裂能大，故d-d跃迁的波长较小(频率或波数较大)

33. (A) 三种络合物的分裂能递增，故d-d跃迁频率递减

34. [ CoF6]3- 13,000 cm-1

[Co(NH3)6]3+ 23,000 cm-1

[Co(CN)6]3- 34,000 cm-1

35. 解释为什么大多数Zn2+的配合物无色。

36. 用配位场理论判断Ni(CO)4不能观察到d-d跃迁的光谱，对吗37*. 试用配位场理论解释变色硅胶变色的原因(变色剂为

CoCl2)。

38*. 解释为什么[FeF6]3-是无色的

39. 实验测得[Fe(H2O)6]2+配位离子在1000nm处有一吸收峰，试

求出跃迁能级的间隔(采用波数单位cm-1)。

40. 求Fe(CN)64-的CFSE。

41. 对于CoF63-，试写出：①d电子排布；②磁矩；③CFSE

42. 已知：CoF63-：O= 13,000 cm-1

Co(CN)63-：O= 34,000 cm-1

P= 21, 000 cm-1

确定上述两种络合物的磁性，并计算其 CFSE (以 cm-1为单位)。

43. 凡是中心离子电子组态为d6的八面体络合物，其CFSE 都是

相等的，这一说法是否正确

44. 已知 ML6络合物中(M3+为d6)，f=1，g= 20,000 cm-1，P=

25,000 cm-1，求CFSE

45. 为什么在过渡金属络合物中，八面体构型远较四面体构型多46*. 用配位场理论估算下列离子的结构和未成对电子数：

①MoCl63-②Ru(NH3)63+ ③MnO43-④NiI42-⑤Au(CN)4-

47. Jahn-Teller 效应的内容为_____________。48. 若忽略电子相互作用，d2组态的基态在正八面体场中的简并度为_______。

49. 下列八面体络合物的电子结构中发生大畸变的是 ( )

(A) (t2g)5(e g)2 (B) (t2g)3(e g)2

(C) (t2g)4(e g)2 (D) (t2g)6(e g)3

【35-49答案】

35. Zn2+(d10)的d轨道填满电子，它通常是以sp3杂化轨道形成配键，无d-d能级跃迁。因此络合物一般无色。

36. 对。

37*. Co2+为d7组态。

在无水CoCl2中，当电子发生d-d跃迁时，吸收波长为

650~750nm的红光，因而显示蓝色。

但CoCl2吸水后,变为[Co(H2O)6]Cl2，即由相对较强的配体H2O 取代了相对较弱的配体Cl-，引起分裂能变大，使电子发生d-d 跃迁时吸收的能量增大，即吸收光的波长缩短(蓝移)，吸收波长为490~500nm的蓝光，因而呈粉红色。

38*. Fe3+(d5)的电子分占5个d轨道，自旋平行，按照原子光谱的跃迁选律，此时t2g→e g的跃迁是自旋禁阻的，故[FeCl6]3-不吸收可见光，无色。

(在原子光谱中，若采用L-S偶合，对于允许跃迁而言，两个状态的总自旋之差应等于零，即S=0，这表明当两个状态的自旋相同时，跃迁才可能发生，否则，跃迁是禁阻的，即称为自旋禁阻跃迁)

39. 1/=1/(1000×10-7cm)=10000cm-1

40.(t2g)6，

P

D

P

P

P q

O

O

2

24

2

5

12

3

5

2

6

SE

F

C-

=

-

?

=

?

?

?

?

?

?

+

?

?

?

?

?

?

-

?

-

=

41. ①(t2g)4(e g)2；②B

μ

6

2；

③q

O

O

O

D

P

P4

5

2

5

3

2

5

2

4

CFSE=

?

=

?

?

?

?

?

?

+

?

?

+

?

?

?

?

?

?

-

?

-

=

42. CoF63-：顺磁性，5200 cm-1

Co(CN)63-：反磁性，39600 cm-1

43. 否，与高、低自旋态的有关。

44. 八面体络合物的分裂能可近似表示为g

f

O

?

=

?，f是配体的贡献(以00

.1

O

2

H

=

f为标准)，g是中心离子的贡献。

依据题意，1

cm

20000-

=

?

=

?g

f

O

，由于P

O

<

?，为弱场高自旋，(t2g)4(e g)2，晶体场稳定化能为

45. 正八面体场的LFSE比正四面体场的CFSE大, 只有在d0, d10和弱场d5时二者相等, 这意味着八面体构型比四面体构型稳定。所以八面体构型比四面体多。

46*. 离子d电子数形状d电子排布未成对电子数

MoCl 63- d 3

八面体 (t 2g )3

3 Ru(NH 3)63+

d 5

八面体 (t 2g )5

1 MnO 43- d 2

四面体 (e )2

2 NiI 42- d 8

四面体 (e )4

(t 2)4

2 Au(CN)4- d 8

正方形 (d xz ,d yz )4

(d z 2)2

(d x 2-y 2)2

0 一个配位离子究竟采取何种几何构型，主要决定于它在能量上和几何上是否有利。

对于6配位的离子,比较容易判断(有时需要考虑是否会发生Jahn-Teller 效应)。

对于4配位的离子，因素复杂些。本题中的MnO 43-离子，从晶体场稳定化能来看，采取正方形比采取四面体构型有利，但由于Mn(V)半径较小(47pm)，若采取正方形构型，则配体之间的排斥力较大，不稳定；若采取四面体构型，则配体之间的排斥力减小，离子较稳定[此时Mn(V)的半径也略有增大]。在NiI 42-配离子中,尽管Ni 2+

属d 8

组态，但由于它的半径仍较小，而I -的半径较大(~216pm)且电负性也较大，因而采取正方形构型时配体之间的斥力太大，而采取四面体构型可使斥力减小，因而稳定。同是d 8

构型的Au 3+

，它属第三长周期，半径较大，周围有较大的空间，此时晶体场稳定化能是决定配位离子几何构型的主导因素。由于采取正方形构型比采取四面体构型可获得较大的配位场稳定化能，因而它们的四配位离子，一般采取平面四方形，呈反磁性。47. 在对称的非线性分子中，如果体系的基态有几个简并能级，则是不稳定的，体系一定会发生畸变，使一个能级降低，以消除这种简并性。 48. 3 49. (D)

50. 已知d x 2-y 2能级> d z 2能级>其他d 轨道能级，则应在下列何种场合产生 ( )

(A) 正四面体场 (B) 正八面体场 (C) 拉长的八面体 (D) 正方形场

51. 在过渡金属的八面体络合物中，由于Jahn-Teller 效应使构型发生畸变，若为强场配体，大畸变发生在d 7

，d 9

，若为弱场配位体，大畸变发生在____________。

52.下列络合物的几何构型哪一个偏离正八面体最大 ( )

(A) 六水合铜(Ⅱ) (B) 六水合钴(Ⅱ) (C) 六氰合铁(Ⅲ) (D) 六氰合镍(Ⅱ) (E) 六氟合铁(Ⅲ) 53. 下列八面体络合物中，哪些会发生畸变为什么

Ni(H 2O)62+

，CuCl 64-，Cr(CN)63-，Co(NH 3)62+

，Fe(H 2O)62+

54.下列配为位离子中，哪个构型会发生畸变 ( )

(A) Cr(H 2O)63+

(B) Mn(H 2O)62+

(C) Fe(H 2O)63+

(D) Cr(H 2O)62+

55. 为什么 Mn 3+

的六配位络离子为变形八面体，而 Cr 3+

的配位络

离子为正八面体构型

56. 在CuCl 2晶体中，Cu 2+

周围有六个Cl -

配位， 实验测得其中四

个Cu —Cl 键长为230pm ， 另外两个键长为295pm ，试用配位场理论解释之。

57. 某 AB 6n -

型络合物属于O h 群，若中心原子 A 的d 电子数为

6，试计算CFSE ，并简单说明计算方案的理由。

58*. 试解释：①[Co(H 2O)6]2+

比[Co(H 2O)6]3+

稳定，②[Co(CN)6]3-

比[Co(CN)6]4-稳定，③[CoF 6]4-比[CoBr 6]4-

稳定。 59. 简述σ-π键的效应。

60. Ni(CO)4中Ni 与CO 之间形成 ( )

(A)键 (B) 键 (C) -键

61. CO 与过渡金属形成羰基络合物时，CO 键会 ( )

(A)不变 (B)加强 (C)削弱 (D)断裂

62. 羰基络合物中，CO 键的键长比 CO 分子键长应 ( )

(A) 不变 (B) 缩短 (C) 变长

63. CN -是强场配体，ΔO 值特别大，按分子轨道理论，它以什么轨道形成反馈π键 ( )

(A)5σ轨道 (B)1π轨道 (C)2π轨道 (D)4σ轨道

64. 试阐明银盐溶液分离烷烯烃混和物的基本原理。

65. 作图示出[PtCl 3(C 2H 4)]-中Pt 2+

和C 2H 4间轨道重叠情况， 指出

Pt 2+

和C 2H 4 各用什么轨道成键以及电子授受情况，并讨论Pt 2+

和C 2H 4形成的化学键对C 2H 4 中C-C 键的影响。 【50-65答案】 50. (C) 51. d 4

，d 9

52. (A)

53. Ni(H 2O)62+

，(t 2g )6

(e g )2

，不产生简并态，不发生畸变； CuCl 64-，(t 2g )6

(e g )3

，高能轨道出现简并态，大畸变； Cr(CN)63-，(t 2g )3

，不产生简并态，不发生畸变； Co(NH 3)62+

，(t 2g )6

(e g )1

，高能轨道出现简并态，大畸变； Fe(H 2O)62+

，(t 2g )4

(e g )2

，低能轨道出现简并态，小畸变； 54. (D)

55. Mn 3+

: d 4，有Jahn-Teller 效应，发生畸变; Cr 3+

: d 3，无Jahn-Teller 效应，正八面体。

56. Cu 2+的d 电子排布是(t 2g )6(e g )3

，e g 轨道上电子分布不对称, d

二个电子与配体斥力大, 呈拉长的八面体, 所以Cu-Cl 键长，d x 2-y 2上一个电子与配体的斥力小，Cu--Cl 键短。

57. 属于O h 群，说明是理想的正八面体，没有John-Teller 效应

引起的变形，d 电子应该按强场排布(t 2g )6

而不是弱场排布(t 2g )4

(e g )2

。

58*. ①H2O是弱场配体，对于Co2+(d7)，(t2g)5(e g)2。对于

Co3+(d6)，(t2g)4(e g)2。前者的CFSE较大，所以[Co(H2O) 6]2+较稳定。

②CN-是强场配体，对于Co2+(d7)，(t2g)6(e g)1。对于Co3+(d6)，

(t2g)6。前者e g上的一个电子很不稳定，易失去该电子而形成

[Co(CN)6]3-。

③[CoF6]4-的CFSE较大，稳定。而[CoBr6]4-不稳定是由于Br-离子

半径大，不能形成六配位的八面体，可形成[CoBr4]2-，为四面

体。

59. ①双重成键加强了两者之间的结合：金属离子和配体之间除

了σ配键外，还有反馈π配键。

②削弱了配体内部的键：形成σ配键时，配体分子的成键π

电子进入金属离子的空轨道，削弱了配体内部的键；形成反馈π键时，电子从金属离子返回到配体分子的反键π*轨道，去进一步削弱了配体内部的键。

60. (C)

61. (C)

62. (C)

63. (C)

CN-：KK(3σ)2(4σ)2(1π)4(5σ)2(1π)0，其中充满电子的5σ轨道参与形成σ配键，1π空轨道参与形成反馈π键。

64. Ag+的电子结构为4d105s0, 烯烃的电子与Ag+的5s0形成配键，Ag+的d轨道与烯烃的反键*空轨道形成反馈键, 生成稳定的-配合物。而Ag+不与烷烃发生作用，从而达到分离的作用。

65. Pt2+(5d8)采取dsp2杂化，形成平面正方形配位结构，杂化轨

道分别与Cl 的p轨道和乙烯的成键轨道重叠，形成配键。

Pt2+的未参与杂化的5d轨道与乙烯的反键*轨道重叠形成反馈键, 电子由Pt的5d流向乙烯的*。

乙烯成键轨道上的电子流向Pt, Pt上的电子流入乙烯的*, 这两个效应均导致乙烯的C-C键削弱，键长增加。

结构化学基础习题及答案(结构化学总复习)

结构化学基础习题和答案 01.量子力学基础知识 【1.1】将锂在火焰上燃烧，放出红光，波长λ=670.8nm ，这是Li 原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的，试计算该红光的频率、波数以及以k J ·mol -1 为单位的能量。 解：81 141 2.99810m s 4.46910s 670.8m c νλ--??===? 41 71 1 1.49110cm 670.810cm νλ --= = =?? 3414123-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N s ν--==??????=? 【1.2】 实验测定金属钠的光电效应数据如下： 波长λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 光电子最大动能E k /10-19J 3.41 2.56 1.95 0.75 作“动能-频率”，从图的斜率和截距计算出Plank 常数(h)值、钠的脱出功(W)和临阈频率(ν 0)。 解：将各照射光波长换算成频率v ,并将各频率与对应的光电子的最大动能E k 列于下表： λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 v /1014s －1 9.59 8.21 7.41 5.49 E k /10 －19 J 3.41 2.56 1.95 0.75 由表中数据作图，示于图1.2中 E k /10-19 J ν/1014g -1 图1.2 金属的 k E ν -图 由式

0k hv hv E =+ 推知 0k k E E h v v v ?= =-? 即Planck 常数等于k E v -图的斜率。选取两合适点，将k E 和v 值带入上式，即可求出h 。 例如： ()()1934141 2.70 1.0510 6.60108.5060010J h J s s ---?==?-? 图中直线与横坐标的交点所代表的v 即金属的临界频率0v ，由图可知， 141 0 4.3610v s -=?。因此，金属钠的脱出功为： 341410196.6010 4.36102.8810W hv J s s J ---==???=? 【1.3】金属钾的临阈频率为5.464×10-14s -1 ，如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm 的紫外光照射该电池时，发射光电子的最大速度是多少？ 解：2 01 2hv hv mv =+ ()1 2 018 1 2 341419 312 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kg υ------??=? ??? ???????-??? ?????? =?????? ? 1 34 141 2 31512 6.62610 4.529109.109108.1210J s s kg m s ----??????=?????=? 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： （a ） 质量为10-10kg ，运动速度为0.01m ·s -1 的尘埃； （b ） 动能为0.1eV 的中子； （c ） 动能为300eV 的自由电子。 解：根据关系式： (1)3422101 6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??===???

结构化学课后答案第四章

04分子的对称性 【4.1】HCN 和2CS 都是直线型分子，写出该分子的对称元素。 解：HCN ：(),C υσ∞∞; CS 2：()()2,,,,h C C i υσσ∞∞∞ 【4.2】写出3H CCl 分子中的对称元素。 解：()3,3C υσ 【4.3】写出三重映轴3S 和三重反轴3I 的全部对称操作。 解：依据三重映轴S 3所进行的全部对称操作为： 1133h S C σ=，2233S C =， 33h S σ= 4133S C =，52 33h S C σ=，63S E = 依据三重反轴3I 进行的全部对称操作为： 1133I iC =，2233I C =，3 3I i = 4133I C =，5233I iC =，63I E = 【4.4】写出四重映轴4S 和四重反轴4I 的全部对称操作。 解：依据S 4进行的全部对称操作为： 1121334 4442444,,,h h S C S C S C S E σσ==== 依据4I 进行的全部对称操作为： 11213344442444,,,I iC I C I iC I E ==== 【4.5】写出xz σ和通过原点并与χ轴重合的2C 轴的对称操作12C 的表示矩阵。 解： 100010001xz σ????=-??????， ()1 2100010001x C ?? ??=-?? ??-?? 【4.6】用对称操作的表示矩阵证明： （a ） ()2xy C z i σ= （b ） ()()()222C x C y C z = （c ） ()2yz xz C z σσ= 解： （a ） ()()11 2 2xy z z x x x C y C y y z z z σ-?????? ??????==-?????? ??????--??????， x x i y y z z -????????=-????????-????

结构化学第一章习题

第一章习题 一、选择题 1. 任一自由的实物粒子，其波长为λ，今欲求其能量，须用下列哪个公式---------------( ) (A) λc h E = (B) 22 2λm h E = (C) 2) 25.12 (λe E = (D) A ，B ，C 都可以 2. 下列哪些算符是线性算符---------------------------------------------------------------- ( ) (A) dx d (B) ?2 (C) 用常数乘 (D) (E) 积分 3. 一个在一维势箱中运动的粒子， (1) 其能量随着量子数n 的增大：------------------------ ( ) (A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变 (2) 其能级差 E n +1-E n 随着势箱长度的增大：-------------------( ) (A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变 4. 关于光电效应，下列叙述正确的是：(可多选) ---------------------------------（ ） (A)光电流大小与入射光子能量成正比 (B)光电流大小与入射光子频率成正比 (C)光电流大小与入射光强度成正比 (D)入射光子能量越大，则光电子的动能越大 5. 下列哪几点是属于量子力学的基本假设(多重选择)：-------------------------（ ） (A)电子自旋(保里原理) (B)微观粒子运动的可测量的物理量可用线性厄米算符表征 (C)描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的 (D)微观体系的力学量总是测不准的，所以满足测不准原理 6. 描述微观粒子体系运动的薛定谔方程是：--------------------------------------（ ） (A) 由经典的驻波方程推得 (B) 由光的电磁波方程推得 (C) 由经典的弦振动方程导出 (D) 量子力学的一个基本假设 二、填空题 1. 光波粒二象性的关系式为_______________________________________。 2. 在电子衍射实验中，│ψ│2对一个电子来说，代表___________________。 3. 质量为 m 的一个粒子在长为l 的一维势箱中运动， (1) 体系哈密顿算符的本征函数集为_______________________________ ； (2) 体系的本征值谱为____________________，最低能量为____________ ； (3) 体系处于基态时， 粒子出现在0 ─ l /2间的概率为_______________ ； (4) 势箱越长， 其电子从基态向激发态跃迁时吸收光谱波长__________； 三、问答题 1. 写出一个合格的波函数所应具有的条件。 2. 指出下列论述是哪个科学家的功绩： (1)证明了光具有波粒二象性； (2)提出了实物微粒具有波粒二象性； (3)提出了微观粒子受测不准关系的限制； (4)提出了实物微粒的运动规律-Schr?dinger 方程； (5)提出实物微粒波是物质波、概率波。 四、计算题 1. 一子弹运动速率为300 m·s -1，假设其位置的不确定度为 4.4×10-31 m ，速率不确定度为 0.01%×300 m·s -1 ，根据测不准关系式，求该子弹的质量。 2. 计算德布罗意波长为70.8 pm 的电子所具有的动量。

结构化学试题及答案

兰州化学化学化工学院 结构化学试卷及参考答案 2002级试卷A —————————————————————————————————————— 说明： 1. 试卷页号 5 , 答题前请核对. 2. 题目中的物理量采用惯用的符号，不再一一注明. 3. 可能有用的物理常数和词头： h Planck常数J·s=×10-123N=×10mol -31m=×10 电子质量kg e-34 0-9-12, n: 10 p : 10 词头：—————————————————————————————————————— 一．选择答案，以工整的字体填入题号前[ ]内。（25个小题，共50分） 注意：不要在题中打√号，以免因打√位置不确切而导致误判 [ ] 1. 在光电效应实验中，光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系：A .波长 B. 频率 C. 振幅 [ ] 2. 在通常情况下，如果两个算符不可对易，意味着相应的两种物理量A．不能同时精确测定 B．可以同时精确测定 C．只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定 Yθφ)图,[ ] 3. (θφ的变化A．即电子云角度分布图，反映电子云的角度部分随空间方位,θφ的变化,反映原子轨道的角度部分随空间方位即波函数角度分布图，B. C. 即原子轨道的界面图，代表原子轨道的形状和位相 [ ] 4. 为了写出原子光谱项，必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。试判断下列哪种组态是等价组态： 21111 C. 2p2s2s2p B. 1sA．-2-，何者具有最大的顺磁性 , OO , O[ ] 5. 对于222-2- C．O A． B．OO222[] 6. 苯胺虽然不是平面型分子，但-NH与苯环之间仍有一定程度的共轭。据2此判断 A.苯胺的碱性比氨弱 B.苯胺的碱性比氨强 C.苯胺的碱性与氨相同 -的分子轨道与N相似：] 7. 利用以下哪一原理，可以判定CO、CN[2 A．轨

结构化学练习题带答案

结构化学复习题 一、选择填空题 第一章量子力学基础知识 1.实物微粒和光一样，既有性，又有性，这种性质称为性。 2.光的微粒性由实验证实，电子波动性由实验证实。 3.电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级？ （ A）X 射线（B）紫外线（C）可见光（D）红外线 4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的？ （ A） Zeeman （ B） Gouy（C）Stark（D）Stern-Gerlach 5. 如果 f 和 g 是算符，则(f+g)(f-g)等于下列的哪一个？ (A)f 2-g 2；(B)f2-g2-fg+gf；(C)f2+g2；(D)(f-g)(f+g) 6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的？ （ A）只有能量有确定值；（B）所有力学量都有确定值； （ C）动量一定有确定值；（D）几个力学量可同时有确定值； 7. 试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------ 8.微观粒子的任何一个状态都可以用 概率密度。 9.Planck常数h的值为下列的哪一个？ （ A） 1.38 × 10-30 J/s（B）1.38× 10-16J/s 10.一维势箱中粒子的零点能是 答案 : 1.略. 2.略. 3.A 4.D 5.B 6.D 7. 来描述；表示粒子出现的（C） 6.02 × 10-27J· s（D）6.62×10-34J· s 略8.略9.D10.略 第二章原子的结构性质 1. 用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1, m, m s）中，哪一组是合理的？ (A)2 ，1， -1,-1/2；(B)0 ， 0，0， 1/2 ；(C)3 ，1， 2， 1/2 ；(D)2 ， 1， 0， 0。 2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100 的能级上，其能量是下列的哪一个： (A)13.6Ev ；(B)13.6/10000eV；(C)-13.6/100eV；(D)-13.6/10000eV； 3.氢原子的 p x状态，其磁量子数为下列的哪一个？ (A)m=+1；(B)m=-1；(C)|m|=1；(D)m=0； 4.若将 N 原子的基电子组态写成 1s 22s22p x22p y1违背了下列哪一条？ (A)Pauli 原理；（ B） Hund 规则；（C）对称性一致的原则；（ D）Bohr 理论 5.B 原子的基态为1s22s2p1, 其光谱项为下列的哪一个？ (A) 2 P；（B）1S；(C)2D；(D)3P； 6.p 2组态的光谱基项是下列的哪一个？ （ A）3F；（B）1D；（C）3P；（D）1S； 7.p 电子的角动量大小为下列的哪一个？ （ A） h/2 π；（ B） 31/2 h/4 π；（ C） 21/2 h/2 π；（ D） 2h/2 π；

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结构化学基础第五版周公度答案

结构化学基础第五版周公度答案 【1.3】金属钾的临阈频率为 5.464×10-14s -1 ，如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm 的紫外光照射该电池时，发射光电子的最大速度是多少？ 解： 2 01 2 hv hv mv =+ ()1 2 01812 34141 9 312 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kg υ------?? =? ??? ???????-??? ??? ???=?? ???? ? 1 3414123151 2 6.62610 4.529109.109108.1210J s s kg m s ----??????=?????=? 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： （a ） 质量为10 -10 kg ，运动 速度为0.01m ·s -1 的尘埃； （b ） 动能为0.1eV 的中 子； （c ） 动能为300eV 的自由 电子。 解：根据关系式： (1) 3422101 6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??= ==? ?? 34-11 (2) 9.40310m h p λ-==?34(3) 7.0810m h p λ-==?【1.7】子弹（质量0.01kg ， 速度1000m ·s -1 ），尘埃（质 量10-9kg ，速度10m ·s -1 ）、作布郎运动的花粉（质量10-13kg ，速度1m ·s -1 ）、原 子中电子（速度1000 m ·s -1 ）等，其速度的不确定度均为 原速度的10%，判断在确定这些质点位置时，不确定度关系是否有实际意义？ 解：按测不准关系，诸粒子的坐标的不确定度分别为： 子弹： 34341 6.2610 6.63100.01100010%h J s x m m v kg m s ---???===?????? 尘 埃 ：34 2591 6.62610 6.6310101010%h J s x m m v kg m s ----???= ==?????? 花 粉 ：34 20131 6.62610 6.631010110%h J s x m m v kg m s ----???= ==?????? 电 子 ： 34 6311 6.62610 7.27109.10910100010%h J s x m m v kg m s ----???= ==??????? 【 1.9】用不确定度关系说明光学光栅（周期约6 10m -）观察不到电子衍射（用100000V 电压加速电子）。 解：解一：根据不确定度关系，电子位置的不确定度为： 9911 1.22610/1.2261010000 1.22610x h h x m p h V m m λ---===?=?=? 这不确定度约为光学光 栅周期的10 －5 倍，即在此加速电压条件下电子波的波长 约为光学光栅周期的10－5 倍，用光学光栅观察不到电子衍射。 解二：若电子位置的不确定 度为10－6 m ，则由不确定关系决定的动量不确定度为： 34628 16.62610106.62610x h J s p x m J s m ----??= =?=? 在104 V 的加速电压下，电子的动量为： 231 5.40210p m J s m υ--==?由Δp x 和p x 估算出现第一衍射极小值的偏离角为： 2812315 arcsin arcsin 6.62610arcsin 5.40210arcsin100x x o p p J s m J s m θθ-----?==??? ? ???≈ 这说明电子通过光栅狭缝后沿直线前进，落到同一个点上。因此，用光学光栅观察不到电子衍射。 【1.11】2 ax xe ?-=是算符 22224d a x dx ??- ??? 的本征函数，求其本 征值。 解：应用量子力学基本假设Ⅱ（算符）和Ⅲ（本征函数，本征值和本征方程）得： 22222222244ax d d a x a x xe dx dx ψ-????-=- ? ????? ( )2222224ax ax d xe a x xe dx --=- () 2 222 2 22 2232323242444ax ax ax ax ax ax ax d e ax e a x e dx axe axe a x e a x e -------=--=--+- 2 66ax axe a ψ -=-=- 因此，本征值为6a -。 【1.13】im e φ 和 cos m φ 对算符d i d φ 是否为本征函数？若是，求出本征值。 解： im im d i e ie d φ φφ =，im im me φ =- 所以，im e φ 是算符d i d φ 的本征函数，本征值为m -。 而 ()cos sin sin cos d i m i m m im m c m d φφφφφ =-=-≠ 所以cos m φ不是算符d i d φ 的本征函数。 【1.15】已知在一维势箱中粒子的归一化波函数为 ()n n x x l π? 1,2,3n =??? 式中l 是势箱的长度， x 是粒子的坐标()0x l <<，求粒子的能量，以及坐标、动量的平均值。 解：（1）将能量算符 直接作用于波函数，所得常数即为粒子的能量： n n πx ?H ψ(x ))l = () n x 即：2 8n h E ml = （2）由于??x ()(),x n n x c x ψψ≠无本征值，只能求粒子坐标的平均值： ()()x l x n sin l x l x n sin l x x ?x x l * l n l *n d 22d x 000?????? ? ?????? ??==ππψψ () x l x n cos x l dx l x n sin x l l l d 22122002?????? ? ??-=?? ? ??=ππ 2000122sin sin d 222l l l x l n x l n x x x l n l n l ππππ????=-+?? ????? ? 2 l =

结构化学试题库

结构化学试题库 一、选择题（本题包括小题，每小题2分，共分，每小题只有一个选项符合 题意） 1．若力学量E、F、G 所对应的的三个量子力学算符有共同的本征态，则（ A ）。 （A）E、F、G可同时确定（B）可同时确定其中二个力学量 （C）可确定其中一个力学量（D）三个力学量均无确定值 2．对长度为l的一维无限深势箱中的粒子（ C ）。（A）Δx = 0 Δp2x= 0 （B）Δx = lΔp x = 0 （C）Δx = lΔp x2= 0 （D）Δx = 0 Δp x= 0 3．在长度为0.3 nm的一维势箱中，电子的的基态能量为4eV，则在每边长为0.1 nm的三维势箱中，电子的基态能量为（ C ）。 （A）12 eV （B）36 eV （C）108 eV （D）120 eV 4．质量为m的粒子放在一维无限深势箱中，由薛定谔(Schrodinger)方程的合理解可知其能量的特征为（ D ）。 （A）可连续变化（B）与势箱长度无关 （C）与质量m成正比（D）由量子数决定 5．与微观粒子的能量相对应的量子力学算符是（ D ）。 （A）角动量平方算符（B）勒让德（Legendre）算符 （C）交换算符（D）哈密顿（Hamilton）算符 6．氢原子的2p x状态（ D ）。（A）n = 2，l = 1，m = 1，m s= 1/2 （B）n = 2，l = 1，m = 1，m s未确定（C）n = 2，l = 1，m = －1，m s未确定（D）n = 2，l = 1，m 、m s均未确定7．组态(1s)2(2s)2(2p)1（ B ）。 （A）有偶宇称（B）有奇宇称 （C）没有确定的宇称（D）有一定的宇称，但不能确定 8．如果氢原子的电离能是13.6eV，则He+的电离能是（ C ）。 （A）13.6eV （B）6.8eV （C）54.4eV （D）27.2eV 9．一个电子在s轨道上运动，其总角动量为（ D ）。 （A）0 （B）1/2（h / 2π）（C）h / 2π（D）（√3 / 2）（h / 2π）10．O2与O2+比较（ D ）。 （A）O2+的总能量低于O2的总能量 （B）O2+的总能量与O2的总能量相同，而O2+的解离能高于O2的解离能（C）O2+的总能量高于O2的总能量，但O2+的解离能低于O2的解离能 （D）O2+的总能量高于O2的总能量，O2+的解离能亦高于O2的解离能11．双原子分子在平衡核间距时，与分离原子时比较（ C ）。 （A）平均动能和平均势能均降低（B）平均动能降低而平均势能升高 （C）平均势能降低而平均动能升高（D）平均势能降低而平均动能不变12．He2+中的化学键是（ C ）。 （A）单电子σ键（B）正常σ键（C）三电子σ键（D）三电子π键13．氨分子的可能构型是．（ B ）。 （A）平面正方形（B）锥形（C）线型（D）正四面体

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结构化学题库及答案 一选择性 晶体结构 1. 金刚石属立方晶系，每个晶胞所包括的C原子个数为下列哪个数(B) A. 4 B.8 C.12 D.16 2. 在CsCl 型晶体中, 正离子的配位数是(B) A.6 B.8 C.10 D.12 3. 对于NaCl 晶体的晶胞体中所含的粒子, 下列哪种说法是正确的(D) A. 一个Na+和一个Cl- B.二个Na+和二个CI- C.三个Na+和三个Cl- D.四个Na+和四个CI- 4. 已知NaCl 晶体属于立方面心点阵式, 故其晶胞中喊有的结构基元数为(C) A.1 B.2 C.4 D.8 5. 在晶体中不会出现下列哪种旋转轴(D) A.2 次轴 B.3 次轴 C.4 次轴 D.5 次轴 6. 对于立方晶系的特征对称元素的定义，下列说法正确的是( A) (A) 四个三次轴(B)三个四次轴(C)六次轴(D)六个二次轴 7. 石墨晶体中层与层之间的结合是靠下列哪一种作用？( D) (A) 金属键(B)共价键(C)配位键(D)分子间力 8. 在晶体中，与坐标轴c 垂直的晶面，其晶面指标是下列哪一个？(A) (A)(001) (B) (010) (C)(100)(D)(111) 9. 用Bragg方程处理晶体对X射线的衍射问题，可将其看成下列的那种现象？ ( A) (A)晶面的反射(B)晶体的折射(C)电子的散射(D)晶体的吸收 10. Laue 法可研究物质在什么状态下的结构？( A) (A)固体(B)液体(C)气体(D)等离子体 11. 某元素单质的晶体结构属于A1 型面心立方结构，则该晶体的晶胞有多少个原子？( D) (A) 一个原子 (B)两个原子(C)三个原子(D)四个原子 12. 在下列各种晶体中，含有简单的独立分子的晶体是下列的哪种？( C) (A)原子晶体(B)离子晶体 (C)分子晶体(D)金属晶体 13. X 射线衍射的方法是研究晶体微观结构的有效方法，其主要原因是由于下列的哪种？( C) (A)X射线的粒子不带电(B) X射线可使物质电离而便于检测 (C) X 射线的波长和晶体点阵面间距大致相当 (D) X 射线的穿透能力强

结构化学复习题及答案

结构化学复习题及答案

一、 填空题（每空1 分，共 30分） 试卷中可能用到的常数：电子质量（9.110×10-31kg ）, 真空光速（2.998×108m.s -1）, 电子电荷（-1.602×10-19C ）,Planck 常量（6.626×10-34J.s ）, Bohr 半径（5.29×10-11m ）, Bohr 磁子(9.274×10-24J.T -1), Avogadro 常数(6.022×1023mol -1) 1. 导致"量子"概念引入的三个著名实验分别是 黑体辐射___, ____光电效应____ 和___氢原子光谱_______. 2. 测不准关系_____?x ? ?p x ≥ ________________。 3. 氢原子光谱实验中，波尔提出原子存在于具有确定能量的（ 稳定状态（定态） ），此时原子不辐射能量，从（ 一个定态（E 1） ）向（另一个定态（E 2））跃迁才发射或吸收能量；光电效应实验中入射光的频率越大，则（ 能量 ）越大。 4. 按照晶体内部结构的周期性，划分出一个个大小和形状完全一样的平行六面体，以代表晶体结构的基本重复单位，叫 晶胞 。 程中，a 称为力学量算符A ?的 本征值 。 5. 方6. 如果某一微观体系有多种可能状态，则由它们线性组合所得的状态也是体系的可能状态，这叫做 态叠加 原理。 7. 将多电子原子中的其它所有电子对某一个电子的排斥作用看成是球对称的，是只与径向有关的力场，这就是 中心力场 近似。 8. 原子单位中，长度的单位是一个Bohr 半径，质量的单位是一个电子的静止质量，而能量的单位为 27.2 eV 。 9. He + 离子的薛定谔方程为____ψψπεπE r e h =-?-)42μ8(0 2 222______ ___。 10. 钠的电子组态为1s 22s 22p 63s 1，写出光谱项__2S____，光谱支项____2S 0______。 11. 给出下列分子所属点群：吡啶____C 2v ___，BF 3___D 3h ___，NO 3-_____ D 3h ___，二茂铁____D 5d _________。 12. 在C 2+，NO ，H 2+，He 2+，等分子中，存在单电子σ键的是____ H 2+____，存在三电子σ键的是______ He 2+_____，存在单电子π键的是____ NO ____，存在三电子π键的是____ C 2+__________。 13. 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价电子组态，键级，磁性。 O 2的价电子组态___1σg 21σu 22σg 22σu 23σg 21πu 41πg 2_（[Be 2] 3σg 21πu 41πg 2）_键级__2___ ψψa A =?

结构化学基础知识点总结

结构化学基础 第一章量子力学基础： 经典物理学是由Newton（牛顿）的力学，Maxwell（麦克斯韦）的电磁场理论，Gibbs（吉布斯）的热力学和Boltzmann（玻耳兹曼）的统计物理学等组成，而经典物理学却无法解释黑体辐射，光电效应，电子波性等微观的现象。 黑体：是一种可以全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体，带一个微孔的空心金属球，非常接近黑体，进入金属球小孔的辐射，经多次吸收，反射使射入的辐射实际全被吸收，当空腔受热，空腔壁会发出辐射，极少数从小孔逸出，它是理想的吸收体也是理想的放射体，若把几种金属物体加热到同一温度，黑体放热最多，用棱镜把黑体发出的辐射分开就可测出指定狭窄的频率范围的黑体的能量。 规律：频率相同下黑体的能量随温度的升高而增大， 温度相同下黑体的能量呈峰型，峰植大致出现在频率范围是0.6-1.0/10-14S-1。 且随着温度的升高，能量最大值向高频移动. 加热金属块时，开始发红光，后依次为橙，白，蓝白。 黑体辐射频率为v的能量是hv的整数倍. 光电效应和光子学说： Planck能量量子化提出标志量子理论的诞生。 光电效应是光照在金属表面上使金属放出电子的现象，实验证实： 1.只有当照射光的频率超过金属最小频率（临阈频率）时，金属才能发出电子，不同金属的最小频率不同，大多金属的最小频率位于紫外区。 2.增强光照而不改变照射光频率，则只能使发射的光电子数增多，不影响动能。 3.照射光的频率增强，逸出电子动能增强。 光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位光子，其能量和光子的频率成正比，即E=hv 光子还有质量，但是光子的静止质量是0，按相对论质能定律光子的质量是 m=hv/c2 光子的动量：p=mc=hv/c=h/波长 光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。 光电效应方程：hv（照射光频率）=W（逸出功）+E（逸出电子动能） 实物微粒的波粒二象性： 由de Broglie（德布罗意）提出：p=h/波长 电子具有粒性，在化合物中可以作为带电的微粒独立存在（电子自身独立存在，不是依附在其他原子或分子上的电子） M.Born（玻恩）认为在空间任何一点上波的强度（即振幅绝对值平方）和粒子出现的概率成正比，电子的波性是和微粒的统计联系在一起，对大量的粒子而言衍射强度（波强）大的地方粒子出现的数目就多概率就大，反之则相反。 不确定度关系： Schrodinger（薛定谔）方程的提出标志量子力学的诞生. 不确定关系又称测不准关系或测不准原理，它是微观粒子本质特性决定的物理量间相互关系原理，反映了微粒波特性。而一个粒子不可能同时拥有确定坐标和动量（也不可以将时间和能量同时确定）[这是由W.Heisenberg（海森伯）提出的] 微观粒子与宏观粒子的比较： 1.宏观物体同时具有确定的坐标和动量可用牛顿力学描述（经典力学），微观粒子不同时具

结构化学试题及答案

本卷共 页第1页 本卷共 页第2页 2015级周口师范学院毕业考试试卷——结构化学 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、测不准关系：：__________________________ _______________________________________________。 2、对氢原子 1s 态, (1) 2ψ在 r 为_________处有最高值；(2) 径向分布函数 224ψr π 在 r 为____________处有极大值； 3、OF ， OF +， OF -三个分子中， 键级顺序为________________。 4、判别分子有无旋光性的标准是__________。 5、属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有 ____________。 6、NaCl 晶体的空间点阵型式为___________，结构基元为___________。 7、双原子分子刚性转子模型主要内容：_ ________________________________ _______________________________________________。 8、双原子分子振动光谱选律为：_______________________________________, 谱线波数为_______________________________。 9、什么是分裂能____________________________________________________。 10、分子H 2，N 2，HCl ，CH 4，CH 3Cl ，NH 3中不显示纯转动光谱的有： __________________，不显示红外吸收光谱的分子有：____________。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、对于"分子轨道"的定义，下列叙述中正确的是：----------------- ( ) (A) 分子中电子在空间运动的波函数 (B) 分子中单个电子空间运动的波函数 (C) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动) (D) 原子轨道线性组合成的新轨道 2、含奇数个电子的分子或自由基在磁性上：---------------------------- ( ) (A) 一定是顺磁性 (B) 一定是反磁性 (C) 可为顺磁性或反磁性 （D ）无法确定 3、下列氯化物中， 哪个氯的活泼性最差？--------------------------------- ( ) (A) C 6H 5Cl (B) C 2H 5Cl (C) CH 2═CH —CH 2Cl (D) C 6H 5CH 2Cl 4、下列哪个络合物的磁矩最大？------------------------------------ ( ) (A) 六氰合钴(Ⅲ)离子 (B) 六氰合铁(Ⅲ)离子 (C) 六氨合钴(Ⅲ)离子 (D) 六水合锰(Ⅱ)离子 5、下列络合物的几何构型哪一个偏离正八面体最大？------------------------------------ ( ) (A) 六水合铜(Ⅱ) (B) 六水合钴(Ⅱ) (C) 六氰合铁(Ⅲ) (D) 六氰合镍(Ⅱ) 6、2，4，6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域π键，它是：--------- ( ) (A) 1612∏ (B) 18 14∏ (C) 1816∏ (D)20 16∏ 7、B 2H 6所属点群是：---------------------------- ( ) (A) C 2v (B) D 2h (C) C 3v (D) D 3h 考号_______________________ 姓名_______________________

结构化学 第二章习题(周公度)

第二章 原子的结构和性质 1氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47,486.27,434.17,和410.29nm ，试通过数学处理将谱线的波数归纳成下式表示，并求出常数R 及整数n 1，n 2的数值 )11(~2 2 21 n n R v -= 解： 数据处理如下表 从以上三个图中可以看出当n 1=2时，n 2=3,4,5…数据称直线关系，斜率为0.01091 2、按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径(分别用原子的折合质量和电子的质量计算，并准确到5位有效数字)和线速度。 解： 根据Bohr 模型 离心力 = 库仑力 2 02 2 4r e r m πευ= (1) 角动量M 为h/2π的整数倍 π υ2n h r m =? (2) 波数、c m -1 (1/n 21-1/n 22 ) (1/n 2 1 -1/n 2 2 ) 波数、c m -1 (1/n 21 -1/n 2 2 ) v /10-3 1/n 22(n 1=1) 1/n 22(n 1=2) 1/n 22(n 1=3) 1.5233 0.75 0.1389 0.0486 2.0565 0.89 0.1875 0.07112.3032 0.9375 0.21 0.08332.4273 0.96 0.222 0.09069 ~

由(1)式可知 mr e 02 2 4πευ = ；由(2)式可知 υ πm n h r 2= nh e 02 2ευ= 基态n=1线速度， 5 34 12 2 19 02 10 *18775.210 *626.6*10 *854188.8*2) 10 *60219.1(2----== = h e ευ 基态时的半径，电子质量=9.10953*10-31kg 10 5 31 34 10 *29196.510 *18755.2*10 *10953.9*1416.3*210 *626.62----== = υ πm nh r 折合质量，μ=9.10458*10-31kg 10 5 31 34 10 *29484.510 *18755.2*10 *10458.9*1416.3*210 *626.62----== =πμυ nh r 3、对于氢原子 (1) 分别计算从第一激发态和第六激发态跃迁到基态的光谱线的波长，说明这些谱线所属的线系及所处的光谱范围 (2) 上述两谱线产生的光子能否使；(a) 处于基态的另一个氢原子电离，(b)金属铜钟的铜原子电离(铜的功函数为7.44*10-19J) (3) 若上述两谱线所产生的光子能使金属铜晶体的电子电离，请计算从金属铜晶体表面发射出的光电子的德布罗意波长 解：(1) H 原子的基态n=1，第一激发态n=2，第六激发态 n=7 m E E hc 7 4 23 834 1 210 *2159.110 *649.9*)125.0(595.1310 *02205.6*10*99793.2*10 *626.6--=--= -= λ m E E hc 8 4 23 8 34 1 710 *3093.910 *649.9*)10205.0(595.1310 *02205.6*10*99793.2*10 *626.6--=--= -=λ 谱线属于莱曼系， (2) 从激发态跃迁到基态谱线的能量，E=hc/λ eV mol hc E 19.1010 *036.1*10*023.6*10*2159.110 *999.2*10 *626.65 1 237 8 34 1 1== = ----λ eV mol hc E 31.1310 *036.1*10*023.6*10 *3093.910 *999.2*10 *626.65 1 238 8 34 2 2== = ----λ 基态H 原子电离需要的电离能为 13.6eV ，谱线不能使另一个基态H 原子电离。 J hc E 8 1-7 8 34 1 110 *64.110*2159.110 *999.2*10 *626.6== = --λ J hc E 18 8 8 34 2 210*134.210 *3093.910 *999.2*10 *626.6== = --λ

结构化学-第五章习题及答案

习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+ ; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+ ; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+ ; (11) IF 6+ ; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2 等性杂化轨道的表达式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x 7. 用HMO 法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。

8. 用HMO法讨论环丙烯基自由基C3H3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO2 (2) BF3 (3) C6H6 (4) CH2=CH-CH=O (5) NO3－ (6) C6H5COO－ (7) O3 (8) C6H5NO2 (9) CH2＝CH－O－CH＝CH2 (10) CH2＝C＝CH2 10. 比较CO2, CO和丙酮中C—O键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH3CH2Cl, CH2=CHCl, CH2=CH-CH2Cl, C6H5Cl, C6H5CH2Cl, (C6H5)2CHCl, (C6H5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。 13. 试分析下列分子中的成键情况，比较其碱性的强弱，说明理由。 NH3, N(CH3)2, C6H5NH2, CH3CONH2 14. 用前线分子轨道理论乙烯环加成变为环丁烷的反应条件及轨道叠加情况。 15. 分别用前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理讨论己三烯衍生物的电环化反应 在加热或者光照的条件下的环合方式，以及产物的立体构型。 参考文献： 1. 周公度，段连运. 结构化学基础（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 2. 张季爽，申成. 基础结构化学（第二版）. 北京：科学出版社，2006 3. 李炳瑞.结构化学（多媒体版）.北京：高等教育出版社，2004 4. 林梦海，林银中. 结构化学. 北京：科学出版社，2004 5. 邓存，刘怡春. 结构化学基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995 6.王荣顺. 结构化学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2003 7. 夏少武. 简明结构化学教程（第二版）. 北京：化学工业出版社，2001 8. 麦松威，周公度，李伟基. 高等无机结构化学. 北京：北京大学出版社，2001 9. 潘道皑. 物质结构（第二版）. 北京：高等教育出版社，1989 10. 谢有畅，邵美成. 结构化学. 北京：高等教育出版社，1979 11. 周公度，段连运. 结构化学基础习题解析（第三版）. 北京：北京大学出版社，2002 12. 倪行，高剑南. 物质结构学习指导. 北京：科学出版社，1999 13. 夏树伟，夏少武. 简明结构化学学习指导. 北京：化学工业出版社，2004 14. 徐光宪，王祥云. 物质结构（第二版）. 北京：科学出版社， 1987 15. 周公度. 结构和物性：化学原理的应用（第二版）. 北京：高等教育出版社， 2000 16. 曹阳. 结构与材料. 北京：高等教育出版社， 2003 17. 江元生. 结构化学. 北京：高等教育出版社， 1997 18. 马树人. 结构化学. 北京：化学工业出版社， 2001 19. 孙墨珑. 结构化学. 哈尔滨：东北林业大学出版社， 2003