结构化学习题答案第4章.doc
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070601315 070601344 070601345
070601352
第四章 双原子分子结构与性质
1.简述 LCAO-MO 的三个基本原则，其依据是什么？由此可推出共价键应具有
什么样的特征？
答：1.（1）对称性一致（匹配）原则： φa = φs 而φb = φ pz 时， φs 和φ pz 在
σ
? yz 的操作下对称性一致。故 σ? yz ?φs H ?φ pz d τ = β s , pz ，所以， β s , pz ≠ 0 ，可
以组合成分子轨道（2）最大重叠原则：在 α a 和α b 确定的条件下，要
求 β 值越大越好，即要求 S ab 应尽可能的大（3）能量相近原则： 当
α a = α b 时，可得 h = β ，c 1a = c 1b , c 1a =- c 1b ,能有效组合成分子轨道；2.
共价键具有方向性。
2、以 H 2+为例，讨论共价键的本质。 答：下图给出了原子轨道等值线图。在二核之间有较大几率振幅，没有节面，而
在核间值则较小且存在节面。从该图还可以看出，分子轨道不是原子轨道电 子云的简单的加和，而是发生了波的叠加和强烈的干涉作用。
图 4.1 H +
的 ψ 1(a)和 ψ 2(b)的等值线图
研究表明，采用 LCAO-MO 法处理 H 2+是成功的，反映了原子间形成共价键 的本质。但由计算的得到的 Re=132pm ，De=170.8kJ/mol ，与实验测定值
Re=106pm、De=269.0 kJ/mol 还有较大差别，要求精确解，还需改进。所以上处理方法被称为简单分子轨道法。当更精确的进行线性变分法处理，得到的最佳结果为Re=105.8pm、
De=268.8 kJ/mol，十分接近H2+的实际状态。成键后电子云向核和核间集中，被形象的称为电子桥。通过以上讨论，我们看到，当二个原子相互接近时，由于原子轨道间的叠加，产生强烈的干涉作用，使核间电子密度增大。核间大的电子密度把二核结合到一起，使体系能量降低，形成稳定分子，带来共价键效应
3、同核和异核双原子分子的MO 符号、能级次序有何区别和联系？试以N2、
O2、CO 和HF 为例讨论。
N2 的MO 符号：[ K K（σ2s）2（σ*）2（π）2（π）2 （σ）2] π
2s2p y2p x2p z
N2 的能级次序：1σg＜1σu＜2σg＜2σu＜1πu＜3σg＜1πg＜3σu
O2 的MO 符号：[ K K（σ2s ）2（σ*2s ）2（σ2p z）2（π2p y）2（π2p x）2（π*2p y）1（π2p x）1 ]
O2 的能级次序：1σg<1σ
u < 2σ
g
<2σ
u
< 3σ
g
<1π
u
<1π
g
<3σ
u
CO 的 MO 符号：1σ22σ23σ24σ21π45σ2 或 KK3σ24σ21π45σ2 CO 的能级次序：1σ<2σ<3σ<4σ<1π<5σ
HF 的 MO 符号：1σ22σ23σ21π4 或 KK3σ21π4 HF 的能级次序：1σ<2σ<3σ<1π
CO 的最高占据轨道是 5σ，和 N 2 相似，以端基配位。此外，CO 具有极性，且 C 端带负电荷，形成配键的能量比 N 2 强。而且 CO 与 N 2 是等电子分子，且 C 、N 、O 为同周期邻族元素，故电子结构类似。异核双原子分子没有中心 对称性，故与 N 2 又有区别。
4、结合 H 2+分子的能量曲线，讨论双原子分子振动和转动的谐振子和刚性转子
模型的合理及不足。
答：双原子分子振动是指两核的相对伸缩运动。 （1）谐振子模型 把双原子分子的振动看作一个谐振子。 经理论推导可得谐振子的振动能量为：
Ev = (v + 1
)h ν 2 0
v=0,1,2……称振动量子数
1 υ0 =
其中
2π
k μ 称为特征振动频率。
k 为分子中化学键的力学数，它的大小标志着化学键的强弱，μ 为约化质量。 不同的振动量子数，对应不同的振动能级，对应不同的振动状态，即分子的 振动能量是量子化的。
* 注意当v=0时Ev ≠ 0，即最低振动态的能量不为0。
E =
1 υ 0 h 0
2 称为零点振动能，这是测不准关系的必然结果
v
Ev
Δ Ev
7 3———————————— 2 h ν0
υ =
2————————————
1————————————
5
2 h ν0
3
2 h ν0
h υ0
h υ0
h υ0
0————————————
1 h υ
2 0
特点：振动能级是等间距排列的。
（2）振动能级的跃迁选律 但并不是任意的振动能级
间都可以发生跃迁。
跃迁选律：只能偶极矩随核间距变化而变化的分子可能发生振动能级的跃 迁。
①非极性分子 Δυ=0 即非极性分子没有纯振动光谱
②极性分子
Δυ＝±1 即只有相邻能级之间的跃迁才是允许的。
对极性分子：Δυ=±1
?E v = (v ' - v)h υ0 = h υ0
v ' = v + 1
υ~ = ?E υ = υ0
= υ~ hc c 0
~ 1 k 0
2πc μ
∴按谐振子模型处理，双原子分子的振动光谱只有一条谱线
E2
E1
图4.2 双原子分子的振动光谱图
综上：由H2+分子的能量曲线按谐振子模型和刚性转子模型得到的振—转光谱由P 支、R 支组成谱带，间距均为2B，这些规律与许多极性分子的红外光谱相等。
5.试以H2 分子为例比较MO 法和VB 法，讨论分子结构的异同点。答：分子轨道理论以单电子在整个分子范围内的可能运动状态—分子轨道为基础讨论分子的电子结构，价键理论则以分子中直接键联原子间的双电子键波函数为单位讨论分子的电子结构。因此，价键理论和分子轨道理论在研究分子中的电子状态是分别具有“定域”和“离域”的特征。
以氢分子为例，MO法得到的双电子波函数为：
ΨS(1,2)=Ψ1σg(1)Ψ1σg(2)= 1
[υa(1)+υb(1)][υa(2)+υb(2)]
2 + 2Sab
= 1
[υa(1) υb(2)+ υb(1) υa(2)+υa(1) υa(2)+υb(1) υb(2)]
2 + 2Sab
与VB 法相比，多了后两项。后面这两项描述了两个电子出现在同一原子轨道的情况，在MO法中前两项描述的氢分子化学键中的共价键成分与后两项描述的离子键成分是等同的，夸大了离子键的贡献。而VB 法中说明价键理论的海特勒-伦敦法完全忽略了离子键成分的贡献也是不完善的。
目前，发展中的分子轨道法和价键法不断改进，优化基函数的选取和组合方法。计算结果也越来越精确，相互也越来越接近。另一方面，分子轨道法吸纳了出自价键法的杂化轨道理论去讨论分子的几何结构，丰富了MO 法；价键理论也吸纳借鉴分子轨道理论的优点，不断完善，使得现代价键理论迅猛发展。
6.分子光谱结构为什么比原子光谱复杂得多？分子的电子光谱为何往往表现为带状结构？
答：（1）原子光谱是指在激发光源的作用下，原子的外层电子在l，μ 两个能级之间跃迁发射出的特征谱线，只涉及原子核外电子能量的变化。而分子内除了有电子相对原子核的运动之外，还有原子核的相对振动、分子作为整体绕着重心的转动以及分子的平动。故而前者比后者复杂的多。
（2）当分子的电子能量改变时，还伴随着振动、转动能量的变化。且由于转动谱线之间的间距仅为0.25nm，此外，在激发时，分子可以发生解离，解离碎片的动能是连续变化的，所以分子光谱是由成千上万条彼此靠得很近的谱线所组成的，故往往表现为带状结构。
7.为什么双原子分子的振动可采用谐振子模型研究？什么是振动常数、特征频率和零点振动能？根据双原子分子的谐振子模型，如何计算振动能级？为何分子的振动能级往往表现有同位素效应？答：双原子分子的振动是指两核的相对伸缩运动。
（1）当双原子分子电子组态确定后，由分子能量随核间距变化的曲线同谐振子的能量曲线比较可知，在R=R e 处附近二能量曲线相当一致。因此，可近似用谐振子模型来讨论双原子分子的振动。
（2）按照量子力学对谐振子的讨论，可把分子因核振动而偏离R e 时所受的力写为：f=-k e(R-R e) ，k e 被称为化学键的力常数，它的大小反映了化学键的强弱。此时，核的振动是量子化的：
1
Eν （u）=（u+2 ）hυ特征u=0,1,2,……
u 称为振动量子数，可根据此式计算振动能级。
特征频率的表示为υ特征
式中，μ为双原子分子的约化质量。
即使在绝对零度下，分子的振动能不为零，而是
1
1
+
E ν （u ）= 1
2
h υ 特征
称为分子的零点振动能。
（3）因同位素是具有不同质量的，而分子振动又具有偏差，
1 则由式υ 特征= 2π
可知，分子的振动能级往往表现有同位素效应。
8：如何表示双原子分子的电子能级？表示氧分子的三个能级的符号 3∑
-g , ∑
g
及 1△g 中的数字和符号各代表什么意义?应如何表示双原子分子的基态及
各 激发态？
解：（1）电子能级可用 MO 能级图表示，也可以将各种分子轨道按照能量不同
由低到高排成顺序，组成该分子的轨道能级。 （2）3∑-
g 中 3 表示 2S+1=3 则 S=1 所以自旋量子数是 1.∑表示磁量子数之和
是
0.-表示两个电子自旋相同占据 π 轨道。g 表示电子总波函数呈中心对称。
1
∑+
g 中 1 表示 2S+1=1 则 S=0 所以自旋量子数是 0. ∑表示磁量子数之和是 0。+
号表示两个电子自旋相反占据 π 轨道。g 表示电子总波函数呈中心对称。
1
△g 中 1 表示 2S+1=1 则 S=0 所以自旋量子数是 0.△
表示磁量子数之和是 2。g
表 示电子总波函数呈中心对称。
（3）双原子分子的基态用电子谱项来表示∧不同的电子状态用大写的希腊字母
∧表示总轨道角动量在磁场上分量量子数等于各占据轨道磁量子数之和，这样电
子谱项记为 2S+1∧，S 为电子的总自旋量子数。
9、求 H 2+中电子处于成键轨道σ 1s 时，它出现在键轴上离某一氢原子 40pm 处的
两点 M 和 N 概率密度的比值，已知 H 2+的键长为 106pm ，计算结果说明了 什么？
解： H 2+的反键轨道波函数
ψ σ * s =（ψ a -ψ b ）=c( e
-ra / a 0
- e -rb / a 0 )
c=1/
在 M 点： r a =106-40=66pm
r b =40pm
ψ
ψ
ψ C 0
2
1
2
φ
φ 2 ∴ M
∴ N
N c 1 2
1
2
2 = c 2 (e -66 / 52.9 - e -40 / 52.9 )2
在 N 点， r a =106+40=146pm
r b =40pm
2 = c 2 (e -146 / 52.9 - e -40 / 52.9 )2
M 与 N 点的几率密度比为：
ψ 2 (e -66 / 52.9 - e -40 / 52.9 )2 M
= = 0.2004 2 (e
-146 / 52.9 - e -40 / 52.9 )2
M 点在两核间，而 N 点在一个原子的外侧，M 点的电子几率密度仅是再 N 点的 1/5，说明在反键轨道中，两核外侧的电子几率密度要大于两核间的电子密 度，所以有拉开两核的趋势，有反键作用，用类似的计算可以得到成键轨道中的 电子密度。
10.若 H 2 的试探变分函数为Φ =C 1Φ 1+ C 2Φ 2,试利用变分积分公式并根据极
值条件：
?E ?C 1
=0、
?E
?C 2
C 2 =0，求证： 1
（H 12-E S 12）
1111
(E S 是最低能量)。
解：把Φ =C 1Φ 1+ C 2Φ 2 代入 E=∫
υ
∧
*
H υ d τ /∫υ
*
d τ ≥E (用 E 代替 E )，得
?( φ E =
1
+ c 2φ ∧
) H (c 1φ + c 2φ
2
)d τ 2
?(c 1φ1+c 2φ 2) d τ
2
∧
∧
2
∧
c 1 ?φ1
H φ1
d τ + 2 c 1
c 2
?φ1
H φ 2
+ c 2 ?φ H φ d τ E =
2
c 1 ?φ1
φ1
d τ + 2 c 1
c 2
?φ1
φ 2
+ c 2 ? d τ 2
1
∧
∧ ∧
令 H 11=∫υ 1 H υ 1d τ ，H 22=∫υ 2 H υ 2d τ ，H 12=∫υ 1 H υ 2 d τ S 11=∫υ 1υ 1 d τ , S 22=∫υ 2υ 2 d τ , S 12=∫υ 1υ 2 d τ = S 21
将（2）中的积分元符号简化（1）式，得
C 12
H 11+2 C 1 C 2 H 12+ C 2 H 22 C 12
S 11+2 C 1 C 2 S 12+ C 22
S 22
E= C 1 S 11 +2 C 1 C 2 S 12 + C 22 S 22
C
又因为：
?E
?C 1
=0、
?E ?C 2
=0 可得久期方程：
C 1（H 11-ES 11）+ C 2（H 12-E S 12）=0 C 1（H 12-ES 12）+ C 2（H 22-E S 22）=0 即 C 1（H 11-ES 11）=- C 2（
H 12-E S 12） C 2（H 22-ES 22）=- C 1（H 12-E S 12） C 1（H 11-ES 11）
C 2
所以有 C 2 =
22-ES 22 1
C 12 H 22-ES 22C 2 所以 2 / =
2
H 11
-ES 11C 1
又（H 11-ES 11）（H 22-ES 22）=（H 12-E S 12）2
（H 12-E S 12）2 H 22-ES 22
11 -ES 11
C 12 C 22 （H 12-E S 12）2
（H 1111）2
C 2 C 1 （H 12-E S 12）
1111
11.若 H 2 的键长 R e =74pm,按公式 S=[1+(R/a 0)+(R 2/3a 02)]e (-R/a0),计算出 H 2 分子中
两个 1s 原子轨道的重叠积分。 解：因为 a 0=52.9pm
12.如果原子 a 以轨道 d yz ，原子 b 以轨道 p x 沿着 x 轴（键轴）相重叠，试问能 否组成有效的分子轨道？为什么？ 答：
β
σ
x
图 4.3
轨道 p x
轨道 d yz 如图所示有
∧
σ x
dyz , px
∧
∧
=
? Φdyz H Φ p x
d τ x
= （?
∧ ∧
∧
∧
σ Φdyz
)(σ x
H σ
Φpx
)d τ x
= （? - Φ ∧
) Φ d τ = - β dyz
H px
dyz , px
由于β 是表征能量的数值，对称操作不应改变它的大小和符号， 故有σ x β dyz ，px ＝β dyz ，px
可得β dyz ，px =0，即υ dyz 和υ px 对称性相反，不能有效组成分子轨道。
13.指出 O 2、O 2+和 O 2-的键长、键能的大小的顺序，并说明理由。
解： 基态组态
成键电子总数 反键电子总数
2 2 2
2 2 4 2 O 2
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π
g
10 6
2 2 2 2 2 4 1
O 2+
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π g
10 5
2 2 2 2 2 4 3
O 2
-
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π
g
10
7
由式：键级=（成键电子总数—反键电子总数）／2 可得各键级为：2、2.5、1.5 ∴键级：O 2+＞ O 2＞ O 2- ∴键能：O 2+＞ O 2＞ O 2-
2 键长：O 2+＜ O 2＜ O 2-
14.用价键理论讨论 HC L 的分子结构。
解：在 HCL 分子中，原子 H 在它的价层原子轨道ψ 1S 中有一个未成对电子，另一 原子 CL 在他的价层原子轨道ψ 3p 也有一个未成对电子，当 H 、CL 两原子接近时， 这两个电子以自旋反平行配对成键，形成共价键。 15.用分子轨道法简要讨论 NO.O 2+和 BN,BO 的分子结构。
NO 为异核双原子分子，轨道能级符号与 O 2 和 F 2 能级顺序相同。具有 15 个电子.
电子轨道为：
NO[KK3σ24σ25σ21π42π1]
2 2 2 2 2 4 1
O 2+
[1σg 1σu 2σg 2σu 3σg 1πu 1πg ]
BN 与 C 2 的电子数相同，B 与 N 同周期，B 与 N 元素与 C 左右相邻它们具有相
似的电子结构
BN[KK3σ24σ21π4]
BO 与 N 2+的电子数目相同所以分子结构相似
BO[KK3σ24σ21π45σ1]
16.对于极性分子 AB ，如果分子轨道中的一个电子有 90%的时间在 A 原子轨道 φa 上，10%的时间在 B 的原子轨道 φb 上，求描述分子轨道波函数的形式（此处 不考虑原子轨道的重叠）。 解：极性分子 AB 的分子轨道 Ψ 则 Ψ=C 1υa+C 2υb 因为归一化条件，则 f Ψ2dz=1
又因为不考虑原子轨道的重叠，则 S ab =0 所以 C 12+C 22=1
因为分子轨道中的一个电子有 90%的时间在 A 原子轨道 υa 上，10%的时间在 B 的原子轨道 υb 上
所以 C 12=0.9，C 2 =0.1
又因为 C 1=0.95, C 2=0.32 所以 Ψ=0.95υa+0.32υb
17.用分子轨道理论讨论 N 2+、F 2+、N 22-、F 22-的稳定性和 H 2、O 2+、N 2、CO 的 磁性。 解：
基态组态
成键电子总数
反键电子总数
g e A B A B 2 2 2 2 4 1
N 2
+
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 1π u 3σ g
9 4
2 2 2 2 2 4 3
F 2+
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π
g
10 7
2 2 2 2 4 2 2
N 2
2-
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 1π u 3σ g 1π
g
10 6
2 2 2 2 2 4 4 2
F 2
2-
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π g
1σ u
10
10
由式：键级=（成键电子总数—反键电子总数）／2 可得各键级为：2.5、1.5、2、0 ∴键级：N 2+ ＞N 22-＞ F 2+ ＞F 22- ∴稳定性：N 2+ ＞N 22-＞ F 2+ ＞F 22-
基态组态
未成对电子数 磁性
H 2 1σ 2
2 2 2
2 2 4 1
0 反磁性 O 2
+ 1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 3σ g 1π u 1π
g
1 顺磁性
2 2 2
2 4 2
N 2
1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 1π u 3σ
g
0 反磁性 CO
1σ 22σ 23σ 24σ 21π 45σ 2
反磁性
18.试计算 1H 35Cl,2H 35Cl,1H 37Cl,2H 37Cl 的折合质量，设在这些分子中两原子间 的平衡距离为 127.46pm ，试求其转动惯量。
解：因为 I=uR 2
，u=(m m /m +m )
所以 u(1
H 35
Cl) = 1? 35 (1 + 35)
? (1.7 ?10 -27 ) = 1.65 ?10 -27 kg
u(2 H 35 Cl) =
2 ? 35
? (1.7 ?10-27 ) = 3.22 ?10-27 kg 2 + 35 u (1 H 37 Cl) = 1? 37
? (1.7 ?10-27 ) = 1.66 ?10-27 kg
1 + 37 u(
2 H 37 Cl) = 2 ? 37
? (1.7 ?10-27 ) = 3.22 ?10-27 kg
2 + 37 所以 I(1H 35Cl )= 1.65?10-27 ? （127.46 ? 10-12）2=2.10 ? 10-37 kg m 2 I(2H 35Cl )= 3.22?10-27 ? （127.46 ? 10-12）2=4.10 ? 10-37 kg m 2 I(1H 37Cl )= 1.66?10-27 ? （127.46 ? 10-12）2=2.12 ? 10-37 kg m 2
I(2H 37Cl )= 3.22 ?10-27 ? （127.46 ? 10-12）2=4.10 ? 10-37 kg m 2
19.已知 CO 的键长为 112.82pm,试求 12C 16O 的纯转动光谱中相当于最前面的四
种跃迁的谱线的波数。设要求用转动光谱测量某 CO 样品中 13C 的丰度，则
C O υ υ
υ υ
1 2
3 4 仪器的分辨率为多少才能把 13C 16O 与 12C 16O 的谱线分开来？ 12 16
解：解： 的折合质量为：
-3
μ = 12 ?16 ? 12 + 16 10 6.02 ?10 23 = 1.1385 ?10 -26 kg
因而其转动常数为：
B = h
8π 2 μr 2
c
=
6.6262 ?10-34
J ? s
8π 2
?1.1385?10-26 kg ? (112.83 ?10-12 m )2 ? 2.9979 ?108 m ? s -1 = 1.932cm -1
第一条谱线的波数以及相邻两条谱线的波数差都是 2B ，所以前 4 条谱线的波 数分别为： ~ = 2B = 2 ? 1.932cm -1 = 3.864cm -1 ~ = 4B = 4 ? 1.932cm -1 = 7.728cm -1 ~ = 6B = 6 ? 1.932cm -1 = 11.592cm -1 ~ = 8B = 8 ? 1.932cm -1 = 15.456cm -1 因为 13C 16O 与 12C 16O 的化学键一样长，当 12C 16O 某根红外谱线波数为
ν 1=2B 1(J+1)= h/4π 2I 2c (J+1)
13C 16
O 的相应谱线为ν 2=2B 2(J+1)= h/4π 2I 2c (J+1)
△ν =ν 1-ν 2=2B 1(J+1)（1-u 1/u 2），u 1/u 2=0.9560 所以△ν =0.044 ν 1
由前面计算可知 B=1.932 cm -1 取 J=0，有 △ν （0）=0.044×2×1.932=0.17 cm -1
即仪器的分辨率应达到 0.17 cm -1 才能把 13C 16O 与 12C 16O 的谱线分开。 20.试写出 CO 和 O 2 的基态和第一激发态的电子组态，基态电子谱项和键级。 CO 的基态电子组态（1σ ）2（2σ ）2（3σ ）2（4σ ）2（1π ）4（5σ ）2 基态电
子谱项为：1Σ +
键级=3
O 2 分子的基态电子组态：（1σ g ）2（1σ u ）2（2σ g ）2（2σ u ）2（3σ g ）2（1π u ）
4
（1π g ）2
基态电子谱项为：：3Σ - ，3
Σ +
1
△g 键级=2
21.实验测得 HCl 基态键长为 0.13n m 。若每个成键电子出现在氢核附近的概率为
15%，在忽略原子间重叠积分的情况下，求分子的成键和反键波函数，同时 求算分子的偶极矩。
2, C l
2 2 μ
μ μ
5 5
H 2
ω
解：不考虑重叠积分：S H C l =0 ,
=0
2 2 Ψ =C 1,H Ψ a +C 2, C l Ψ b, C 1
+C 2
=1 又因为 C
2
1,H
=0.15， C 2
=0.85
所以 C 1,H =0.39， C 2, C l =0.92 Ψ 成键＝0.39Ψ H ＋0.92Ψ CL
Ψ 反键＝0.39Ψ H －0.92Ψ CL
HCL 的偶极矩为：P=q.r=1.602×10-19×1.3×10-11=2.09×10-30C.m 。
22.已知 N 2 的键能为 7.37 eV ,比 N +
的键能 6.34 eV 大，但 O 的键能 5.08 eV 却比
O 2+的键能 6.48 eV 小，这个事实如何解释？
2 2 2
2 4 2
解：N 2 的基态组态[1σg 1σu 2σg 2σu 1πu 3σg ]它的键级为（10-4）÷2=3
2 2 2 2 4 1
N 2+
[1σg 1σu 2σg 2σu 1πu 3σg ] 它的键级为（9-4）÷2=2.5
相同物质的原子和离子键级越大其键能就越大所以 N 2 的键能比 N 2+的键能大。
2 2 2
2 2 4 2
而 O 2 的基态组态[1σg 1σu 2σg 2σu 3σg 1πu 1πg ] 它的键级为（10-6）÷2=2
2 2 2 2 2 4 1
O 2+
的基态组态[1σg 1σu 2σg 2σu 3σg 1πu 1πg ] 它的键级为（10-5）÷2=2.5
相同物质的原子和离子键级越大其键能就越大所以 O 2 的键能比 O 2+的键能小。 23.H 2 的 ω e =4.4×105m -1 ，求 HD 和 D 2 的 ω e ；另外，若 H 2 的解离能
D 0=4.31×104kj /mol,求 D 0 的解离能。
解：(1)
=
μ HD
=
H 2
(1? 2)(1 + 1) =
(1 + 2)(1? 2)
4
= 1.1547 3
= ωeH 2
= (4.4 ?10 ) = 3.811 ?105m
ωeHD 1.1547 1.1547
ωeH 2 = v H 2
=
D 2
=
(2 ? 2)(1 + 1) = 2
ω
eD 2
v
D 2
(2 + 1)(1?
1)
== 4.4 ?10 = 3.1113
eD 2 2
D2 H2
H2 1 H2 (2)D e = D e = D 0 +2
h ν e
1
1/2
k D2= k H2，所以ν e =2
h(k/μ )
ν
e e e
e 1 0 0
D2=ν H2× μ H2
μ
D D2= D D2-
2
h ν H2
2 1 D2
H2 1
H 2 μ HD 1/2 4
1 = D H + 2
h ν
e - 2
h ν
e
μ H2
=4.31×10 kJ/mol+ 2
6.626× 10-34× 3.0× 108 ×
4.395× 10-2
(1-(
1 ) 2
=4.31× 104 k J /mol+1.06× 10-2 k J /mol =4.32× 104 k J /mol -1
厦门大学 结构化学 试卷
1、（10％）类氢离子的2s 轨道为： ()032220202, Zr a s e Zr r e a a m e ??????=?=????????h 其中 试求径向函数极大值离核的距离，并给出He +2s 轨道的极大值位置。 2、（14％） 利用Slater 规则，求Si 原子的第一、二电离能。 3、（15％）写出下列原子的基态光谱项：Si, S, Fe, Ti, Ar 。 4、（20％）a. 写出 O 22-， O 2-， O 2 和 O 2+的电子组态、键长次序和磁学性质； b. 有三个振动吸收带：1097 cm -1，1580 cm -1 和 1865 cm -1 ，它们被指定为是由 O 2， O 2+ 和 O 2-所产生的，指出哪一个谱带是属于O 2+的，为什么？ 5. （10％） 以z 轴为键轴，下列原子轨道对间能否组成分子轨道？若能，写出是什么类型分子轨道，若不能，写出"不能"。 s ， 2d z d xy ，d xy d yz ，d yz d yz ，d xz s ，d xy 6. （20％）指出下列分子所属的对称点群，并判断其旋光性和极性（并简要说明理由）。 (1) PF 3 (2) BF 3 (3) SO 42- (4) 二茂铁 (5) N ≡C ?C ≡N 7、 （11％）若用二维箱中粒子模型，将并四苯（tetracene C 18H 12）的π电子限制在长900pm 、宽400pm 的长方箱中，计算基态跃迁到第一激发态的波长。 tetracene 基本常数： m e =9.11 x 10-31 kg; h =6.626 x 10-34 J .S; R = 13.6 eV=1.097 x 105 cm -1；a 0 = 0.53 ? 厦门大学《结构化学》课程期中试卷(2007)＿＿＿＿学院＿＿＿＿系＿＿＿＿年级＿＿＿＿专业 主考教师：＿＿＿＿试卷类型：（A 卷/B 卷）
结构化学期末模拟试卷7
一、选择填空： 1．写出下列体系的Schr?dinger 方程：He+和H2 2. 某原子的一个光谱项为3D，问此光谱项中，包含有 ————个微观状态，在这些微观状态中：原子的总轨道角动量|L|=————；原子的总自旋角动量S=————；原子的总角动量|J|可能有哪些值——————。 3. Cu 的基谱项为2S1/2，与其基谱项不同的原子是（） A. Au B. Ag C. K D. Zn 4. Fe 的电子组态为：[Ar]3d64s2，其光谱基项为( ) A. 5D4 B. 3P2 C.5D0 D. 1S0 5. 写出d2 组态的所有光谱项——————，根据洪特规则，能量最低的光谱项为。 6．给出下列分子所属分子点群，判断其有无偶极矩和旋光性 有无偶极矩 有无旋光性 分子 点群熊夫里记 号 二氯甲烷 CH2Cl2 SF6 四氯化碳 CCl4 椅式环己烷 1,3,5,7-四甲基环辛四烯 丙二烯 CH2=C=CH2 α溴代吡啶N Br 萘 反式二氯乙烯 H2O2 7. NO 分子基态电子组态(分子轨道表示)为1σ22σ23σ24σ21π45σ22π1，其键级为2.5，分子有无磁性。（） 8. 如图所示的两个原子轨道沿z 方向接近时，形成( )轨道
A. σ B. σ* C. π D. π* E.对称性不匹配，不能形成有效的分子轨道。 9. 氢原子处在ψ310 状态，请粗略地画一下径向分布、波函数和电子云图形 二、计算题 1．用HMO 法求解环烯丙基正离子离域π键的 1) 分子轨道波函数、能级、 2) 键级、电荷密度和自由价， 3) 画出分子图。 4) 试比较环烯丙基正离子与环烯丙基负离子的键长。 2.有一微观粒子在箱长为2L 的一维势箱中运动，处在n = 2 的状态中，计算： ① 粒子在 0 ≤ x ≤ L/2 区间中出现的几率； ② 粒子在 x=L/2 处出现的几率密度； ③ 粒子的动能 三、回答问题 富烯的HMO 波函数如下：(注：未按能级排序) φ1=0.602ψ3+0.372ψ4-0.372ψ5-0.602ψ6 φ2=0.5ψ1+0.5ψ2-0.5ψ4-0.5ψ5 φ3= 0.356ψ1-0.663ψ2+0.439ψ3-0.154ψ4-0.154ψ5+0.439ψ6 φ4= 0.709ψ1-0.180ψ2-0.377ψ3+0.301ψ4+0.301ψ5-0.377ψ6 φ5=0.372ψ3-0.602ψ4+0.602ψ5-0.372ψ6 φ6=0.247ψ1+0.523ψ2+0.429ψ3+0.385ψ4+0.385ψ5+0.429ψ6 求：①画出分子图；②指出富烯与亲电试剂发生反应的位置。(不要求计算过程)
应用化学《结构化学》期末考试试卷A答案
贵州师范大学2008 — 2009 学年度第 一 学期 《结构化学》课程期末考试试卷评分标准 (应用化学专业用,A 卷；闭卷) 物理常数: m e = 9.109×10-31 kg; e = 1.602×10-19 C; c = 2.998×108 m/s; h = 6.626×10-34 J ·s; 一、填空题（本大题共20空，每空 2 分，共 40 分）请将正确答案填在横线上。 1. 结构化学是研究 物质的微观结构及其宏观性能关系 的科学。 2. 测不准原理意义是: 不可能同时准确测定微观体系的位置坐标和动量 。 3. 态叠加原理是: 由描述某微观体系状态的多个波函数ψi 线性组合而成的波函数ψ也能描述这个微观体系的状态 。 4. 若Schr?dinger (薛定谔)方程?ψ = E ψ成立，力学量算符?对应的本征值是 E 。 5. 变分原理: 用试探波函数求解所得到体系的能量总是不低于体系基态真实的能量 。 6. H 2+成键轨道是 ψ1 ，反键轨道是 ψ2 ，电子总能量是ab S E ++= 11β α，键级为 0.5 。 7. 等性sp 3 杂化，杂化指数是 3 。该杂化轨道p p s s sp c c 22223φφ+=Φ,则2 1c +2 2c = 1 。 8. 根据休克尔分子轨道(HMO)理论，苯分子中六个π电子的离域能是: 2β 。 9. O 2分子的键级是 2 , 分子中有 2 个单电子，分子是顺磁性，磁矩为2.828 B. M.。 10. 丁二烯分子C (1)H 2—C (2)H —C (3)H —C (4)H 2的四个π分子轨道和能级分别是: ψ1 = 0.3717φ1 + 0.6015φ2 + 0.6015φ3 + 0.3717φ4, E 1 = α + 1.618β ψ2 = 0.6015φ1 + 0.3717φ2 - 0.3717φ3 - 0.6015φ4, E 2 = α + 0.618β ψ3 = 0.6015φ1 - 0.3717φ2 - 0.3717φ3 + 0.6015φ4, E 3 = α - 0.618β ψ4 = 0.3717φ1 - 0.6015φ2 + 0.6015φ3 - 0.3717φ4, E 4 = α - 1.618β 由此可知，丁二烯π分子轨道的HOMO 是ψ2, LUMO 是 ψ3 , 四个π电子的总能量是4α + 4.742β, 这四个π电子的稳定化能是 |0.742β| ; C (1)—C (2)之间总键级为 1.894 , C (2)—C (3)之间的总键级为 1.447 ; 已知碳原子的最大成键度是4.732，则C (1)的自由价为 0.838 , C (2)的自由价为 0.391 。 二、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 11. (A) 12. (C) 13. (D) 14. (A) 15. (A) 16. (D) 17. (D) 18. (D) 19. (B) 20. (B) 三、判断题(本大题共10小题，每小题1分，共10分):对的在括号内画√，错的画× 21. × 22. √ 23. √ 24. √ 25. √ 26. √ 27. √ 28. √ 29. √ 30. √ 四、名词解释(本题共5小题，每小题2分，共10分) 31. [分子]: 保持物质化学性质不变的最小微粒 32. [分子轨道]: 描述分子中电子运动状态的数学函数式 33. [算符]: 用于计算力学量的运算规则 34. [分裂能]: 配位中心原子(过渡金属原子或离子)在配位场作用下其d 轨道分裂为高能级和低能级，高–低能级差即分裂能 35. [John –Teller(姜泰勒)效应]: 过渡金属原子或离子在配位场作用下其d 轨道分裂后使d 轨道中电子分布不均而导致配合物偏离正多面体的现象 五、计算题(本大题共4小题，任选两小题，每小题10分，共20分) 36. 对共轭体系: 将π电子简化为一维势箱模型，势箱长度约为1.3×10-9 米，计算π电子跃迁时所吸收光的最大波长。 解：分子中共有10个π电子，电子排布为: 252 42322 21ψψψψψ。电子从能量最高的占据轨道5ψ跃迁到能量最低的轨道6ψ上所需要的能量: 19 2 93123422222210925.3) 103.1(101.98)10626.6()56(8)56(----?=??????-=-=?ml h E n (焦) ()() 1119 8 3410064.510 925.310998.210626.6---?=????=?=E hc λ(米)
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
结构化学试卷(附答案)
《结构化学》课程 A 卷 专业班级： 命题教师： 审题教师： 学生姓名： 学号： 考试成绩： 一、判断题（在正确的后画“√”，错误的后面画“×”,10小题，每小题1分，共10分） 得分： 分 1、自轭算符的本征值一定为实数。 （ ） 2、根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定。 （ ） 3、一维势箱中的粒子其能量是量子化的，并且存在零点能。 （ ） . 4、原子中全部电子电离能之和等于各电子所在原子轨道能总和的负值。（ ） 5、同核双原子分子中两个2p 轨道组合总是产生型分子轨道。 （ ） 6、具有未成对电子的分子是顺磁性分子，所以只有含奇数个电子的分子才是顺磁性的。 （ ） 7、在休克尔分子轨道法中不需要考虑?H π的具体形式。 （ ） 8、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于C n 点群。 （ ） 9、含不对称 C 原子的分子具有旋光性。 （ ） 10、分子的偶极距一定在分子的每一个对称元素上。 （ ） 二、单项选择题（25小题，每小题1分，共25分） 得分： 分 — 1、关于光电效应，下列叙述正确的是： （ ） 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没关系 D 入射光子能量越大，则光电子的动能越大 2、在一云雾室中运动的α粒子（He 的原子核）, 其 27416.8410,10m kg v m s --=?=?质量速度，室径210x m -=，此时可观测到 它的运动轨迹，这是由于下列何种原因： （ ） A 该粒子不是微观粒子 B 测量的仪器相当精密
C 该粒子的运动速度可测 D 云雾室的运动空间较大 3、 | 4、 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 4、若K d =?τψ2 ，利用下列哪个常数乘 可以使之归一化 ( ) A ． K B ． K 2 C ．K /1 D. K 5、对算符而言，其本征函数的线性组合具有下列性质中的 ( ) ~ A ．是该算符的本征函数 B ．不是该算符的本征函数 C ．不一定是该算符的本征函数 D ．与该算符毫无关系 6、下列函数是算符d /dx 的本征函数的是： （ ） A. e 2x B. cos(x) C. x D. sin(x 3) 7、处于状态2sin()x a a πψ= 的一维势箱中的粒子，其出现在x =2 a 处的概率密度为 ( ) A. 0.25ρ= B. 0.5ρ= C. 2/a ρ= D. ()1/2 2/a ρ= 8、 He +在321 ψ状态时，物理量有确定值的有 ( ) A ．能量 B ．能量和角动量及其沿磁场分量 ^ C ．能量、角动量 D ．角动量及其沿磁场分量 9、下列归一化条件正确的是 （ ） A. ?∞ =02 1d r ψ B. ?∞ =02 1d r R C. ??∞ =0π 2021d d φθY D. ?=π 02 1d sin θθΘ 10、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，正确
结构化学试卷附答案
结构化学试卷附答案Newly compiled on November 23, 2020
《结构化学》课程 A卷 专业班级：命题教师：审题教师： 学生姓名：学号：考试成绩： 一、判断题（在正确的后画“√”，错误的后面画“×”,10小题，每小题1分，共10分） 得分：分 1、自轭算符的本征值一定为实数。（） 2、根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定。（） 3、一维势箱中的粒子其能量是量子化的，并且存在零点能。（） 4、原子中全部电子电离能之和等于各电子所在原子轨道能总和的负值。（） 5、同核双原子分子中两个2p轨道组合总是产生型分子轨道。（） 6、具有未成对电子的分子是顺磁性分子，所以只有含奇数个电子的分子才是顺磁性 的。（） 7、在休克尔分子轨道法中不需要考虑?H 的具体形式。（） 8、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于C n点群。（） 9、含不对称 C 原子的分子具有旋光性。（） 10、分子的偶极距一定在分子的每一个对称元素上。（） 二、单项选择题（25小题，每小题1分，共25分）得分：分 1、关于光电效应，下列叙述正确的是：（） 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没关系 D 入射光子能量越大，则光电子的动能越大
2、在一云雾室中运动的α粒子（He 的原子核）, 其 27416.8410,10m kg v m s --=?=?质量速度，室径210x m -=，此时可观测到它的运动 轨迹，这是由于下列何种原因： （ ） A 该粒子不是微观粒子 B 测量的仪器相当精密 C 该粒子的运动速度可测 D 云雾室的运动空间较大 3、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 4、若K d =?τψ2 ，利用下列哪个常数乘可以使之归一化 ( ) A ． K B ． K 2 C ．K /1 5、对算符而言，其本征函数的线性组合具有下列性质中的 ( ) A ．是该算符的本征函数 B ．不是该算符的本征函数 C ．不一定是该算符的本征函数 D ．与该算符毫无关系 6、下列函数是算符d /dx 的本征函数的是： （ ） A. e 2x B. cos(x) C. x D. sin(x 3) 7、处于状态sin()x a πψ= 的一维势箱中的粒子，其出现在x =2 a 处的概率密度为 ( ) A. 0.25ρ= B. 0.5ρ= C. 2/a ρ= D. ()1/2 2/a ρ= 8、He +在321ψ状态时，物理量有确定值的有 ( ) A ．能量 B ．能量和角动量及其沿磁场分量 C ．能量、角动量 D ．角动量及其沿磁场分量
结构化学题库
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
结构化学期末试卷(A卷)
《结构化学》期末试卷（A 卷） ┄┄┄┄┄┄装┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄订┄ ┄┄┄┄┄┄线┄┄┄┄┄ 一、填空题：（25分） 1、氢原子光谱实验中，波尔提出原子存在于具有确定能量的（ ），此时原子不辐射能量，从（ ）向（ ）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（ ）越大。 2、e x （ ）（填是或不是）合格波函数。 3、定态指某状态的电子在空间某点的（ ）不随着时间的变化而变化。 4、电子衍射不是电子之间的相互作用结果，而是电子本身运动所具有的干涉效应。对于大量电子而言，衍射强度大的地方，表明（ ），对于一个电子而言，衍射强度大的地方，表明（ ）。 5、CO 的电子组态为1σ22σ23σ24σ21π45σ2，则前线轨道是（ ）、（ ）。 6、1，3——丁二烯（ ）（填有或无）方香性，原因（ ）。 7、共轭己三烯休克尔行列式为（ ）。 8、事实证明Li 的2s 轨道能和H 的1s 轨道有效的组成分子轨道，说明原因（ ）、（ ）、（ ）。 9、np 2组态的光谱项为（ ）、（ ）、（ ）。 10、一维势箱中的粒子具有（ ），说明该体系的粒子永远运动，其位置算符不具有本征值，具有平均值为（ ）。 11、晶体宏观外形中的对称元素可有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种类型； 二、单选题：20分 1、下列状态为氢原子体系的可能状态是（ ）；该体系能量为（ ）： A 、2ψ310+3ψ41-1 B 、2ψ221+3ψ32-1 C 、2ψ21-1+3ψ342+3ψ410 D 、3ψ211+5ψ340+5ψ210 111111:() :13() :()139******** R E F R H R -+-+-+ 2、Ψ32-1的节面有（ ）个，其中（ ）个平面。 A 、3 B 、2 C 、1 D 、0 3、类氢体系的某一状态为Ψ43-1，该体系的能量为（ ）eV ，角动量大小为（ ），角动量在Z 轴上的分量为（ ）。 A 、-R/4 B 、-R/16 C 、-2R/9、 D 、 -h/2π E 、-h/π F 、-2h/2π
《结构化学》期末考试试卷(A)
只供学习与交流 化学本科《结构化学》期末考试试卷（A ）（时间120分钟） 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)2 ψ在 r 为_________处有最高值；(2) 径向分布函数 2 2 4ψr 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) 16 12∏ (B) 18 14∏ (C) 18 16∏ (D)20 16∏ 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
最新结构化学复习题及答案精编版
2020年结构化学复习题及答案精编版
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 。 5. 方程中，a 称为力学量算符?Skip Record If...?的 本征值 。 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____?Skip Record If...? ______ ___。 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___磁性__顺磁性___。 NO 的价电子组态____1σ22σ23σ24σ21π45σ22π（KK1σ22σ21π43σ22π）___键级 ____2.5_______磁性________顺磁性__________。 14. d z 2sp 3杂化轨道形成______三方双锥形____________几何构型。 d 2sp 3杂化轨道形成_________正八面体形 ___________几何构型。 15. 原子轨道线性组合成分子轨道的三个原则是___对称性一致（匹配）原则____，____最大重叠原则_____和___能量相近原则_____ 16. 事实证明Li 的2s 轨道能和H 的1s 轨道有效的组成分子轨道，说明原因（对称性一致（匹配）原则 ）、（ 最大重叠原则 ）、（ 能量相近原则 ）。 ψψa A =?
最新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)f2-g2； (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来描述；表示粒子出现的概率密度。 9.Planck常数h的值为下列的哪一个？ （A）1.38×10-30J/s （B）1.38×10-16J/s （C）6.02×10-27J·s （D）6.62×10-34J·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.略 8.略 9.D 10.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1s22s22p 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) 2P；（B）1S； (C)2D； (D)3P； 6.p2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？
应用化学结构化学期末考试试卷B
应用化学结构化学期末考 试试卷B Last updated on the afternoon of January 3, 2021
贵州师范大学2008—2009学年度第一学期 《结构化学》课程期末考试试卷 (应用化学专业,B 卷； 闭卷) 姓名学号 学院年级专业 本试卷共3页，满分100 e kg;e =×10-19 C;c =×108 m/s;h =×10-34 J ·s; 20空，每空2分，共40分）请将正确答案 1.结构化学是在原子、分子 的水平上深入到电子层次，研究的科学。 年，Heisenberg(海森堡)发现 微观粒子不可能同时具有确定的坐标与动量，即测不准原理。该原理可用数学表达式来描述，此数学表达式是:。 3.用于描述诸如电子、原子、分子等微观粒子状态的合格波函数必须满足三个条件，即单值性、连续性和平方可积性。单值性是指。 4.若ψ是描述某电子运动状态的本征函数，是该电 子的总能量算符，E 是该电子的总能量。若Schr?dinger(薛定谔)方程ψ=E ψ成立，则力学量算符对应的本征值应该 是。 5.变分原理即用试探波函数 ψ求得的体系平均能量ē总是不低于体系基态真 实的能量E 0。该原理的 数学表达式是:。 6.若C 原子采用等性sp 3杂化，则杂化轨道 p p s s sp c c 22223φφ+=Φ的杂
化指数是。该杂化轨道,其中2 1c 和2 2c 分别表示。 7.根据HMO 理论，基态乙烯分子的两个π电子能量是2α+2β,基态苯分子的六个π电子能量是6α+8β。由此可知，苯分子中六个π电子的离域能是:。 8.求解H 2+的Schr?dinger(薛定谔)方程可得H 2+的两个分子轨道: ()b a ab S φφψ++= 2211, 能级是 ab S E ++= 11β α; ()b a ab S φφψ--= 221 2,能级是ab S E --= 12β α。因 此，H 2+的电子总能量是，键级为。 9.研究表明,F 2分子的电子组态 是:(σ1s )2<( s *)2<(σ2p )22p *)2 =(π2p *)2。由此可知F 2 分子的键级是,分子的磁矩为.。 10.理论研究表明，二亚甲基乙基双基分子结构中的中心碳原子的总成键度为，它是共轭体系中碳原子总键度最大的情况。通常定义某个碳原子的总成键度与的差值为该原子的自由价。根据休克尔分子轨道理论计算表明，丁二烯分子C (1)H 2—C (2)H —C (3)H — C (4)H 2的四个π分子轨道和能级分别是: ψ1=φ1+φ2+φ3+φ4,E 1=α+β ψ2=φ1+φφφ4,E 2=α+β ψ3=φφφ3+φ4,E 3=αβ ψ4=φφ2+φφ4,E 4=αβ 由此可知，丁二烯π分子轨道的HOMO 是ψ2,LUMO 是,四个π电子的总能量是;C (1)—C (2)之间总键级为,C (2)—C (3)之间的总键级为;则C (1)的自由价为,C (2)的自由价为。 二、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共2 确答案填在括号内。
结构化学 第三章习题及答案
习题 1. CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？其偶极矩的方向如何？为什么？ 2. 下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 3. 按分子轨道理论说明Cl2的键比Cl2+ 的键强还是弱？为什么？ 4. 下列分子中，键能比其正离子的键能小的是____________________ 。键能比其负离子的键能小的是________________________ 。 O2，NO，CN，C2，F2 5. 比较下列各对分子和离子的键能大小： N2，N2+( ) O2，O2+( ) OF，OF–( ) CF，CF+( ) Cl2，Cl2+( ) 6. 写出O2+，O2，O2–和O22–的键级、键长长短次序及磁性。 7. 按分子轨道理论写出NF，NF+ 和NF–基态时的电子组态，说明它们的键级、不成对电子数和磁性。 8. 判断NO 和CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 9. HF分子以何种键结合？写出这个键的完全波函数。 10.试用分子轨道理论讨论SO分子的电子结构，说明基态时有几个不成对电子。 11.下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 12.OH分子于1964年在星际空间被发现。 （a）试按分子轨道理论只用O原子的2 p轨道和H原子的1 s轨道叠加，写出其电子组态。 （b）在哪个分子轨道中有不成对电子？ （c）此轨道是由O和H的原子轨道叠加形成，还是基本上定域于某个原子上？ （d）已知OH的第一电离能为13.2eV，HF的第一电离能为16.05eV，它们的差值几乎与O原子和F原子的第一电离能（15.8eV和18.6eV）的差值相同，为什么？ （e）写出它的基态光谱项。 13.试写出在价键理论中描述H2运动状态的、符合Pauli 原理的波函数，并区分其单态和三重态。
结构化学期末考试试卷( C )
西南大学结构化学期末考试试卷（ C ) 一判断题（15 ） 1、( )在光电效应实验中，当入射光的频率增大，光电子的动能增大；入射光的强度越大，则光电流越大。 2、( )某状态的电子在空间某点的几率密度不随着时间的变化而变化，称此状态为定态。 3、( ) 保里原理是指等同粒子体系的波函数必须用slater行列式描述，符合 反对称要求。 4、( ) 由于MO理论采用单电子近似, 所以在讨论某个电子的运动时完全忽略了其它电子的作用 5、( ) 具有自旋未成对电子的分子是顺磁性分子, 但不一定只有含奇数个电子的分子才能是顺磁性的。 6、( )晶体场理论认为, 中心离子与配位体之间的静电作用是络合物稳定存在的主要原因。 7、( )用HMO理论处理, 直链共轭烯烃的各π分子轨道都是非简并的。 8、( )顺磁性分子也有反磁性，但顺磁性大于反磁性。 9、( )晶体的所有宏观对称元素都是其微观对称元素。 10、( )某金属原子采用Ａ 1 堆积型式，其晶胞型式为简单立方。 二选择题（20 ） 1、Ψ 321 的节面有（）个，其中（）个球面。 A、3 B、2 C、1 D、0 2、下列函数是算符d2/dx2的本征函数的是：（）；本征值为：（）。 A、3x4 B、SinX C、x2e x D、x3 E、3 F、-1 G、1 H、2 3、单个电子的自旋角动量的值是：（） :12/2:6/2 C: 6/4 D:3/4 A h B h h h ππππ 4、KCl属于NaCl型晶体，一个晶胞中含（）个K+ A、 1 B、2 C、 4 D、 6 5、下列络离子几何构型偏离正八面体最大的是（）： A、[Cu(H 2O) 6 ]2+ B、 [Co(H 2 O) 6 ]2+ C、 [Fe(CN) 6 ]3- D、[Ni(CN) 6 ]4- 6、CH 3-CH 2 -OH中OH质子的核磁共振峰发生分裂是由于 ( ) A、受邻近C核自旋的影响 B、受邻近O核自旋的影响 C、受邻近电子自旋的影响 D、受邻近H核自旋的影响 7、金属Cu晶体具有立方面心晶胞，则Cu的配位数为（），堆积类型为（）。 A、4 B、6 C、8 D、12 E、A 1 F、A 2 G、A 3 9、电子云图是下列哪一种函数的图形：（） A、D(r) B、R(r) C、ψ2(r,θ,φ) D、ψ(r,θ,φ)
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 =?
结构化学期末试卷及答案
03级化学专业《结构化学》课程期末试卷(A) （参考答案和评分标准） 一选择题(每题2分，共30分) 1.由一维势箱的薛定谔法方程求解结果所得的量子数n,下面论述正确的是………………………………..............................( C ) A.可取任一整数 B. 与势箱宽度一起决定节点数 C. 能量与n2成正比 D. 对应于可能的简并态 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数(n,l,m,m s)中,哪一组是合理的?………………………………………...............( A ) A.（2，1，-1，-1/2 ） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D. （2，1，0，0） 3. 丙二烯分子所属的点群........................................................( D ) A. C2v B. D2 C. D2h D. D2d 4. 2,4,6－三硝基苯酚是平面分子，存在离域键，它是....( E ) A. 1216 B. 1418 C. 1618 D. 1616 E. 1620 5. 对于),(~2,φ θ Y图，下列叙述正确的是...................( B ) φ θ A.曲面外电子出现的几率为0 B.曲面上电子出现的几率相等 C.原点到曲面上某点连线上几率密度相等 D.n不同，图形就不同
6. Mg(1s22s22p63s13p1)的光谱项是..............................................( D ) A. 3P,3S; B. 3P,1S; C. 1P,1S; D. 3P,1P 7. 下列分子中哪一个顺磁性最大................................................( C ) A. N2+ B. Li2 C. B2 D. C2 E. O2- 8. 若以x轴为键轴，下列何种轨道能与p y轨道最大重叠........( B ) A. s B. d xy C. p z D. d xz 9. CO2分子没有偶极矩，表明该分子是：-------------------------------------( D ) (A) 以共价键结合的(B) 以离子键结合的 (C) V形的(D) 线形的，并且有对称中心 (E) 非线形的 10. 关于原子轨道能量的大小，如下叙述正确的是......(D) A.电子按轨道能大小顺序排入原子 B.原子轨道能的高低可用（n+0.7l）判断 C.同种轨道的能量值是一个恒定值 D.不同原子的原子轨道能级顺序不尽相同 11. 已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为.....( A ) A. s1d8 B. s0d9 C. s2d8 D. s0d10 12. 线性变分法处理H2+中得到，，S ab积分，对它们的取值，下列论述有错的是……………...........................................(D)