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结构化学【重点课后习题汇总】

【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： (1)质量为10-10kg ，运动速度为0.01m ·s -1

的尘埃；

(2)动能为0.1eV 的中子；(3)动能为300eV 的自由电子。

(1)3422

101

6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??===??? ()

341

2719-11 (2)2 6.62610J s

2 1.67510kg 0.1eV 1.60210J eV 9.40310m

h h

p mT

λ----==

??=

??????=?

311911

(3) 2 6.62610

J s

29.10910kg 1.60210C 300V

7.0810

h h

p meV

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：

3434

16.2610 6.63100.01100010%h J s x m

m v kg m s ---???===?????? 尘

埃

：

2591

6.62610 6.6310101010%h J s

x m m v kg m s ----???=

==??????

花

粉

：

131

6.62610 6.631010110%h J s x m m v kg m s ----???===??????

电子：

=7.27×10-6m

子弹、尘埃和花粉运动中的波性可完全忽略，其坐

标和动量能同时确定，不确定度关系对所讨论的问题实际上不起作用。而电子在运动中的波动效应不能忽略，其运动规律服从量子力学，不确定度关系对讨论的问题有实际意义。

【 2.9】已知氢原子的

0001

exp 42z

p r r a a a ?π????

- ???????cos θ，试回答下列问

题：(a)原子轨道能E=?(b)轨道角动量|M|=?轨道磁矩|μ

|=?(c)轨道角动量M 和z 轴的夹角是多少度？(d)列出计算电子离核平均距离的公式（不算出具体的数值）。(e)节面的个数、位置和形状怎么样？(f)概率密度极大值的位置在何处？(g)画出径向分布示意图。解：（a ）原子的轨道能：

181921

2.1810J 5.4510J 2E --=-??

=-?

（b ）轨道角动量：(1)2

22h h M l l ππ=+= 轨道磁矩：()1e

l l μβ

（c ）轨道角动量和z 轴的夹角：

02cos 022z h

M h M πθπ?

=?， 90θ=

（d ）电子离核的平均距离的表达式为：

22?z z p p r r d ψψτ

222

sin z

r r drd d ππ

ψθθφ∞

=??

（e ）令20z

ψ=，得：r=0，r=∞，θ=900

节面或节点通常不包括r=0和r=∞，故2z

p ψ的节面只有

一个，即xy 平面（当然，坐标原点也包含在xy 平面内）。亦可直接令函数的角度部分3/4cos 0Y πθ==，求得

θ=900

。

（f ）几率密度为：

23001

cos 32r

a z

r e a a ρψθπ-??== ???

由式可见，若r 相同，则当θ=00或θ=1800

时ρ最大（亦

可令sin 0

θθ?=-=?，θ=00或θ=1800

），以0ρ表示，

即：0

03001(,0,180)32r

a r r e a a ρρθπ-??=== ???

将0ρ对r 微分并使之为0，有：

023000132r a d d r e dr dr a a ρπ-??

????= ???????

0012032r a r re a a π-??=-= ??

解之得：r=2a 0（r=0和r=∞舍去）

020

22|0r a d dr

ρ=<又因：所以，当θ=00

或θ=1800

，r=2a 0时，22z

p ψ

有极大值。此

极大值为：

033

00021

328a a m a e

e a a a ρππ--??== ???

336.4nm -= （g ）

002

222224

2500

1112426z

r r

a a p D r R r re r e a a --??????=== ?????????

根据此式列出D-r 数据表：

由图可见,氢原子2z

p ψ的径向分布图有n-l ＝1个极大(峰)

和n-l-1＝0个极小(节面)，这符合一般径向分布图峰数和节面数的规律。其极大值在r ＝4a 0处。这与最大几率密度对应的r 值不同，因为二者的物理意义不同。另外，由于径向分布函数只与n 和l 有关而与m 无关，2p x 、2p y 和2p z 的径向分布图相同。

按表中数据作出D-r 图如下：

0.00

0.050.100.150.20

D (r )/a -1

r/a

图2.9 H 原子

ψ的D-r 图

【2.10】对氢原子，121022113311c c c ????=++，所有波

函数都已归一化。请对?所描述的状态计算：(a)能量平

均值及能量 3.4eV -出现的概率；(b)角动量平均值及角动量2/2h π出现的概率；(c)角动量在z 轴上的分量的平均值及角动量z 轴分量/h π出现的概率。

解：根据量子力学基本假设Ⅳ-态叠加原理，对氢原子ψ所描述的状态： (a)能量平均值

2222112233

i i i

E c E c E c E c E ==++∑

22212322211113.613.613.6223c eV c eV c eV ??????

=-?+-?+-? ? ? ?

??????

()22212313.613.649c

c eV c eV =-

+- ()222

1233.4 3.4 1.5c c c eV

=-++

能量 3.4eV -出现的概率为22

1212222

123c c c c c c c +=+++

(b)角动量平均值为

2222112233

i i

M c M c M c M c M ==++∑

()

()2

21112

22333

111222h h

c l l c l l c l l π

π=+++++

()

()()222

123111*********h h h c c c πππ

=+++++

()222

12322h c c c π

++ 角动量22h

π出现的概率为：223

1231c c c ++=

(c)角动量在z 轴上的分量的平均值为

2221

2233222z i zi i

h h h M c M c m c m c m πππ==++∑

()()2222212323

01122h h

c c c c c π

π??=?+?+?-=-??

角动量z 轴分量h/π出现的概率为0。

【2.16】已知He 原子的第一电离能I1=24.59eV,试计算: (a)第二电离能;(b)基态能量;(c)在1s 轨道中两个电子的互

斥能;(d)屏蔽常数;(e)根据(d)所得结果求H -的基态能量.

解：（a ）He 原子的第二电离能2I 是下一电离过程所需要的最低能量，即：He +（g ）→He 2+（g ）＋c 22He He I E E E ++=?--0He He E E ++=-=-

He + 是单电子“原子”，He E +可按单电子原子能级公式计算，因而：

222213.59554.381He I E eV eV

+??

=-=--?= ??? 1s 的单电子原子轨道能为eV

eV 5.392)4.546.24(-=+-

电子结合能为-24.59eV 。

（b ）从原子的电离能的定义出发，按下述步骤推求He 原子基态的能量：He （g ）→He +（g ）＋e 1He He I E E +=- （1）

He +（g ）→He 2+（g ）＋e ；22He He I E E ++=- （2）由（1）式得：1He He E E I +=-

将（2）式代入，得：2121He He He E E I E I I ++=-=-- ()()12120I I I I =-+=-+

()24.5954.3878.97eV eV eV =-+=-

推而广之，含有n 个电子的多电子原子A ，其基态能量等

于各级电离能之和的负值，即： 1n

A i

i E I ==-∑

（c ）用J （s ，s ）表示He 原子中两个1s 电子的互斥能，

则：()2,He

He E E J s s +=+

(),2He He J s s E E +=-

()78.97254.3829.79eV eV eV

=--?-=

也可直接由2I 1I 减求算J （s ，s ），两法本质相同。

（d ）

()2

213.59521He

E eV σ??-=-????????

()()112

78.972213.595213.5952He

E eV eV eV σ????-=-=-????

-?-?????

2 1.7040.=-≈

（e ）H －

是核电荷为1的两电子“原子”，其基组态为(1s)2，

因而基态能量为：

()2

13.59512

H E eV σ-??=-?-??? ()2

13.59510.3

13.32eV eV

??=-?-???

【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)Si ：[]22

33Ne s p

1↑

↑-

01,1;1,1;0;S L m S m L L S P ====-= (b)Mn ：[]25

43Ar s d

2101

↑

↑↑↑↑-- 6

5/2555,;0,0;;222S L m S m L L S S ====-=

(c)Br ：

[]2105

434Ar s d p 10

1↑↑↓

↑↓-

23/2

113

,;1,1;;222S L m S m L L S P ====+=

(d)Nb ：

[]14

54Kr s d 2101

2↑

↑↑↑--

61/2

551

,;2,2;;222S L m S m L L S D ====-=

(e)Ni ：[]2843Ar s d

012

↑↓

↑↓↑↓↑↑-- 341,1;3,3;4,S L m S m L L S F ====+=

【2.20】写出Na 和F 原子的基组态和碳的激发态C （1s 22s 22p 13p 1）存在的光谱支项符号。

解：①Na 原子的基组态为2261

(1)(2)(2)(3)s s p s 。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

动量和自旋角动量仅由3s 电子决定：

20,L S ==，故光谱项为2

；J 只能为12，故光谱支项为2

1/2S 。②F 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，

12,1S L ==，故光谱项为2

P 。又31221J =+=或11221J =-=，因此有两个光谱支项：2

3/2P 和2

1/2P 。③对C 原子激发态（1s 22s 22p 13p 1），

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121,1l l ==得2,1,0L =；由

1222,s s ==得1,0S =。因此可得6个光谱项：3

33111,,,,,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3

D ，它分裂为

332,D D 和31D 等三个支项。6个光谱项共分裂为10个光

谱支项：3

333333111

212101210,,,,,,,,,D D D P P P S D P S 。【3.2】写出2O ，2O +，22O -

的键级，键长长短次序和磁

性。

分子（或离子） 2O +

2O - 22O -

键级 2.5 2

1.5 1

键长次序 22222

O O O O +--

<<<

磁性

顺磁顺磁顺磁抗磁

【3.5】基态C 2为反磁性分子，试写出其电子组态；实验测定C 2分子键长为124pm ，比C 2原子共价双键半径和(2×67pm)短，试说明其原因。

解：C 2分子的基组态为：

()()()224

111R u u KK σσπ

由于s-p 混杂，1u σ为弱反键，C 2

分子的键级在2~3之间，

从而使实测键长比按共价双键半径计算得到的值短。【3.8】画出NO 的分子轨道示意图，计算键级及自旋磁矩，试比较NO 和NO +

何者的键更强？哪一个键长长一些？

解：NO 的价层分子轨道能级示意图如图3.8所示。键级=1/2(8-3)=2.5。不成对电子数为1，自旋磁矩。)21(1+βe =1.73βe 。

由于NO +失去了1个反键的2π电子，因而键级为3，所以它的化学键比NO 化学键强。相应地，其键长比NO 的键长短。

图3.8 NO 价层分子轨道能级图

【3.9】按分子轨道理论写出NF ，NF +

，NF -

基态时的电子组态，说明它们的不成对电子数和磁性（提示：按类

似2O 的能级排解：NF ，NF +和NF -分别是O 2，2O +和

2O -

的等电子体，它们的基态电子组态、键级、不成对电子数及磁性等情况如下：

【3.14】OH 分子于1964年在星际空间被发现。已知OH 的第一电离能为13.2ev ，HF 的第一电离能为16.05ev ，它们的差值几乎和O 原子与F 原子的第一电离能(15.8ev 和18.6ev)的差值相同，为什么？答：OH 和HF 的第一电离能分别是电离它们的1π电子所需要的最小能量，而1π轨道是非键轨道，即电离的电子是由O 和F 提供的非键电子，因此，OH 和HF 的第一电离能差值与O 原子和F 原子的第一电离能差值相等。

【5.1】利用价电子互斥理论，说明44324XeF ,XeO ,XeO ,XeF ,XeOF 等分子的形状。

分子

4XeF

4XeO

3XeO

2XeF

4XeOF

m ＋n （不计π电子） 6 4 4 5 6 价电子空间分布八面体四面体四面体三角双锥八面体孤对电子对数

2 0 1

3 1 配位原子数（σ电子对）

4 4 3 2

5 几何构型

正方形

四面体

三角锥

直线形

四方锥

【5.2】利用价电子互斥理论，说明2-+-333333AsH ,ClF ,SO ,SO ,CH ,CH 的分子和离子的几何形状，说明哪些分子有偶极矩？

分子或离子 3AsH

3ClF

3SO

23SO -

3CH +

3CH -

m ＋n 数 4 5

4 3

4 价电子空间分布四面体三角双锥平面三角形四面体平面三角形四面体孤对电子对数 1 2 0 1 0 1 配位原子数 3 3 3

3 3

3 几何形状三角锥 T 形平面三角形三角锥平面三角形三角锥是否有偶极距

有

无

－

表中3ClF 分子中Cl 原子周围的5对价电子按三方双锥分布，可能的形状有下面三种：

孤对电子

排布方式

Cl F F F ..

Cl F

F :

Cl F

F ....

（A ）

（B ）（C ）

lp-lp 0 1 0 lp-bp 4 3 6 bp-bp 2 2 0

（A ）和（B ）相比，（B ）有lp-lp （孤对-孤对）排斥作用代替（A ）的lp-bp （孤对-键对）相互作用，故（A ）比（B ）稳定。（A ）和（C ）比较，（C ）有两个lp-bp 相互作用代替了（A ）的2个bp-bp 相互作用，故（A ）最稳定。【6.3】判断下列配位离子是高自旋还是低自旋型，画出d 电子排布方式，计算LFSE （用0?表示）：

（a ） ()226Mn H O +

（b ）()46Fe CN -

（c

）

36FeF -

配位离子 ()226Mn H O +

()46Fe CN -

36FeF -

d 电子排布

↑

↑↑↑

自旋情况 HS LS HS LFSE （0?）

2.4

【5.9】PCl 5分子为三方双锥形结构，请说明回答：(1)分子所属的点群和P 原子所用的杂化轨道，全部p-cl 键是否等长？(2)若用vsepr 方法判断p-cl 键的键长，三次轴方向

上的键长较赤道方向上的键长是长是短？(3)晶态时五氯化磷由[PCl 4]-[PCl 6]-组成，什么因素起作用？

答：(1)分子点群属D 3h 。P 原子采用sp 3d 杂化轨道，它可看作sp 2和pd 两个杂化轨道的组合。两种杂化轨道形成

C 1C 2H

H H

σσσσσN C C N .

...

x π44

y π的p-cl 键的键长不要求相等。(2)按vsepr 方法可判断bp-bp 间的推斥力时，三次轴上p-cl 中的bp 同时受到夹角90°的赤道上的3个bp 推斥，而赤道上只受到2个bp 推斥，轴上的p-cl 键应长于赤道上的p-cl 键。此判断符合实验测定值。轴上p-cl 键长214pm 长于赤道上的p-cl 键长202pm 。(3)从晶体中离子的堆积考虑，由四面体形的PCl 4+与八面体型的PCl 6-堆积，可看作Cl -作密堆积而P 5+填入四面体

空隙和八面体空隙之中，有利于得到密堆积的结构。所以由于堆积密度因

素使P 原子改变成键的方式：PCl 4+中P 原子按sp 3杂化轨道成键，PCl 6-中P 原子按sp 3d 2杂化轨道成键。

【5.21】试分析下列分子中的成键情况，比较Cl 的活泼性，说明理由。

H 3CCl ； 2H C=CHCl ； H C C C l

≡ 解：①H 3CCl ：该分子为CH 4分子的衍生物。同CH 4分子一样，C 原子也采用sp 3杂化轨道成键。4个sp 3杂化轨道分别与3个H 原子的1s 轨道及Cl 原子的3p 轨道重叠共形成4个σ键，分呈四面体构型，属C 3v 点群。 ②2H C CHCl =：该分子为22H C CH =分子的衍生物，其成键情况与C 2H 4分子的成键情况既有相同之处又有差别。在C 2H 3Cl 分子中，C (1)原子的3个sp 2杂化轨道分别与两个H 原子的1s 轨道和C (2)原子的sp 2杂化轨道重叠形成3个σ键；C (2)原子的3个sp 2杂化轨道则分别与H 原子的1s 轨道、Cl 原子的3p 轨道及C (1)原子的sp 2杂化轨道重叠共形成3个σ键。此外，两个C 原子和Cl 原子的相互平行的p 轨道重叠形成离域π键π43。成键情况示于下图：C 2H 3Cl 分子呈平面构型，属于s C 点群。4

3π的形成使C Cl -键缩短，Cl 的活泼性下降。

③HC CCl ≡：该分子为C 2H 2分子的衍生物。其成键情况与C 2H 2分子的成键情况也既有相同之处又有差别。在C 2HCl 分子中，C 原子采取sp 杂化。C 原子的sp 杂化轨道分别与H 原子的1s 轨道（或Cl 原子的3p 轨道）及另一个C 原子sp 杂化轨道共形成两个σ键。此外，C 原子

和Cl 原子的p 轨道（3个原子各剩2

个p 轨道）相互重叠形成两个离域π键：43x π和43y π。分子呈直线构型，属

于C υ∞点群。两个4

3π的形成使C 2HCl

中C Cl -键更短，Cl 原子的活泼性更低。根据以上对成键情况的分析，C Cl -键键长大小次序为：3232CH Cl C H Cl C HCl >>

【5.23 】试比较CO 2，CO 和丙酮中C —O 键键长大小次序，并说明理由。解：三个分子中碳-氧键键长大小次序为：丙酮>CO 2>CO 。丙酮分子中的碳-氧键为一般双键，键长最长。CO 2分子

中除形成σ键外还形成两个离域π键π43。虽然碳-氧键键级也为2，但由于离域π键的生成使键能较大，键长较短，但比一般三键要长。在CO 分子中，形成一个σ键，一个π键和一个π配键，键级为3，因而碳-氧键键长最短。丙酮、CO 2和CO 分子中碳-氧键键长分别为121pm ，116pm 和113pm 。

【5.24】苯胺的紫外可见光谱和笨差别很大，但其盐酸盐的光谱和苯相近，解释这现象。解：通常，有机物分子的紫外可见光谱是由π电子在不同能级之间的跃迁产生的。苯及简单的取代物在紫外可见光谱中出现三个吸收带，按简单HMO 理论，这些吸收带是π电子在最高被占分子轨道和最低空轨道之间跃迁产生的。苯分子中有离域π键π66，而苯胺分子中有离域π键π78。两分子的分子轨道数目不同，能级间隔不同，π电子的状态不同，因而紫外可见光谱不同，但在C 6H 5NH 3Cl 分子中，N 原子采用sp 3杂化轨道成键，所形成的离域π键仍为π66，所以其紫外可见光谱和苯相近。

【5.26】下列化合物的pKa 值列于相应结构式的括号里，试从结构上解释它们的大小。CF 3COOH(0.2)；p-C 6H 4(NO 2)(COOH)(3.42)；CH 3COOH(4.74)；C 6H 5OH(10.00)；C 2H 5OH(15.9)

解：①F 是电负性最高的元素，F 原子的极强的吸电子能力以及羰基的诱导作用，使CF 3COOH 分子中的羰基O 原子的正电性增强，从而对H 原子的吸引力减弱而使其易于解离。当H 原子解离后，生成的阴离子CF 3COO -中形成离域π键

π43，大大增强了该阴离子的稳定性。因此，CF 3COOH 具有很强的酸性。②p-C 6H 4(NO 2)(COOH)分子中的H 原子解离后，生成的阴离子中存在着稳定的离域π键π1214，这是该分子具有强酸性的原因之一。—NO 2是强吸电子基团（其吸电子能力比—CF 3基团稍强），它的吸电子作用以及羰基的诱导作用使羰基O 原子的负电性降低从而使H 原子易于解离。这是p-C 6H 4(NO 2)(COOH)具有强酸性的原因之二。但是，由于p-C 6H 4(NO 2)(COOH)分子较大，—NO 2的吸电子作用传递到对位的羟基上时已减弱。所以，尽管p-C 6H 4(NO 2)(COOH)分子也具有强酸性，但其酸性比CF 3COOH 弱。③在CH 3COOH 分子中，羰基具有诱导作用，且H 原子解离后生成具有离域π键π43的稳定阴离子CH 3COO -，因而CH 3COOH 也具有较强的酸性。④在C 6H 5OH 分子中，无吸电子基团，只是H 原子解离后生成的阴离子具有离域π键π78，因而该分子具有酸性，但酸性较弱。⑤C 2H 5OH 分子中不存在任何是羟基上的H 原子易于解离的因素（C 2H 5O -中无离域π键），因而它的酸性极弱，基本上为中性。

【5.27】 C 2N 2分子中碳—碳键长比乙烷中碳—碳键长短越10%，试述其结构根源。

解：在C 2N 2分子中，C 原子采用sp z 杂化。其中一个sp z 杂化轨道与另一个C 原子的sp z 杂化轨道叠加形成C －C σ键，另一个sp z 杂化轨道与N 原子的p z 轨道叠加形成C －N σ键，分子呈直线构型。分子骨架（含3个σ键）及两端孤对电子可简示为::N C C N σ

---。此外，分子中4个原子皆剩余2个p 轨道（,x y p p ），每个p 轨道上

O H H +H +O H

H H 只含一个电子。这些p 轨道沿着z 轴（σ键轴）“肩并肩”

地重叠，形成两个离域π键：4

4x π和4

4y π。分子的成键情

况可表示为：

由于C 原子间除形成σ键外还有离域π键，因而C 2N 2分子中的碳—碳键级比乙烷分子中的碳—碳键键级大，而键长则缩短。C 2N 2分子的4

4x π分子轨道图示于图5.27中，4个π电子填充在两个成键分子轨道（u π和g π）上。4

y π和4

4x π的情况相似。

【5.35】为什么存在OH 3+和NH 4+，而不存在CH 5+，为什么存在SF 6，而不存在OF 6？

解：根据价键理论和分子轨道理论，原子的成键数目主要取决于该原子能够提供的符合成键条件的原子轨道数目。

C ，N ，O 都是第二周期的元素，它们的原子都只有4个价层轨道，最多可形成4个共价单键。不管这些原

子以纯原子轨

道还是以杂化

轨道参与成键，

与之以单键相结合的配位原子数最大为4。这是由共价键的饱和性所决定的。因此，OH 3+和NH 4+都可存在，而CH 5+和OF 6不存在。在OH 3+中，O 原子的sp 3杂化轨道与H 原子的1s 轨道重叠形成σ键，离子呈三角锥形，属C 3v 点群。作为一种理解，OH 3+的形成可用下式表示：由于O 原子的半径较小，已带正电荷，剩下sp 3的杂化轨道上的孤对电子很难再接受质子而生成OH 42+。NH 4+的成键情况与OH 3+相似，只是几何构型不同、所属点群不同而已（NH 4+属T d 点群）。

对于第三周期的元素，其原子有9个价层轨道，理论上最多可形成9个共价单键，但d 轨道能否有效地参加成键，还要看它的分布情况。若d 轨道分布弥散，离核较远，则成键效率低，或根本不能参与成键；反之，则可有效地参与成键。SF 6分子的成键情况属于后者，又由于S 原子的半径较大，周围有足够的空间容纳6个配位原子，因而SF 6分子能够稳定地存在。在该分子中，S 原子以sp 3d 2杂化轨道与F 原子成键，分子呈正八面体构型，属于O h 点群。这样的结构决定了SF 6的某些性质，如它是绝缘性能良好的液体，可作变压器油。

【6.6】解释为什么水溶液中八面体配位的Mn 3+不稳定，而八面体配位的Cr 3+却稳定。

解：水是弱场配位体，故Mn(H 2O)63+为高自旋配位离子（P=28000cm -1;△0=21000cm -1)，其d 电子排布为(t 2g )3(e g #)1，配位场稳定化能为0.6△0。处在e g #轨道上的电子易失去，失去后配位场稳定化能增大为1.2△0。这就是Mn(H 2O)63+不稳定的原因。另外，它还容易发生Jahn-Teller 畸变。

Cr(H 2O)63+中d 电子排布为(t 2g )3(e g #)0，配位场稳定化能为1.2△0，反键轨道上无电子，是 Cr(H 2O)63+较稳定的原因。该配位离子不发生Jahn-Teller 畸变。

【6.7】解释为什么大多数Zn 2+的配位化合物都是无色的。

解：Zn 2+的3d 轨道已充满电子，它通常以sp 3

杂化轨道形成配位键，无d －d 能级跃迁。因此，其配位化合物一般是无色的。

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。

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

结构化学课后答案第二章

02 原子的结构和性质【】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为、、和，试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2 21211 ( )R n n ν=- 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。【】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精确到5位有效数字）和线速度。解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即：

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

(完整版)结构化学课后答案第二章

02 原子的结构和性质【2.1】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为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2212 11 ( )R n n ν=-% 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。【2.2】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精确到5位有效数字）和线速度。解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即：

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

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-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

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。

结构化学考试题讲解学习

1首先提出能量量子化假定的科学家是： ( ) (A) Einstein (B) Bohr (C) Schrodinger (D) Planck 1 下列算符中，哪些不是线性算符( ) A ?2 B i d dx C x D sin 2考虑电子的自旋, 氢原子n=2的简并波函数有( )种 A3 B 9 C 4 D 1 3 关于四个量子数n 、l 、m 、m s ，下列叙述正确的是: ( ) A ．由实验测定的 B ．解氢原子薛定谔方程得到的: C ．解氢原子薛定谔方程得到n 、l 、m ．由电子自旋假设引入m s D ．自旋假设引入的 4 氢原子3d 状态轨道角动量沿磁场方向的分量最大值是( ) A.5h B.4h C.3h D.2h 5 氢原子ψ321状态的角动量大小是( ) A 3 η B 2 η C 1 η D 6 η 6 H 2+的H ?= 21?2- a r 1 - b r 1 +R 1，此种形式的书写没有采用下列哪种方法： () (A) 中心力场近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 波恩-奥本海默近似 7 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) 分子空间运动的轨道 (D) 原子轨道线性组合成的新轨道 8 类氢原子体系ψ432的总节面数为() A 4 B 1 C 3 D 0 9 下列分子键长次序正确的是: ( ) A.OF-> OF> OF+ B. OF > OF - > OF + C. OF +> OF> OF - D. OF > OF + > OF - 10 以Z 轴为键轴，按对称性匹配原则，下列那对原子轨道不能组成分子轨道： A.s dz2 B. s dxy C. dyz dyz D. y p y p

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)

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