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结构化学历年真题

结构化学历年真题
结构化学历年真题

可能的原题:

1.首先提出能量量子化假定的科学家是(普朗克/Planck)

2.红外光谱由分子内部(振动-转动)能量跃迁引起的

3.a滑移面的基本操作是(按该面进行反映后,沿X轴滑移a/2)---两个操作的前后顺序

并不重要

4.可以将晶体结构简单地表示为:晶体结构=(点阵)+(结构基元)

5.()NaCl晶体的结构,可以把Cl-看作(面心立方堆积),Na+填在(八面体)空隙中?

6.类氢离子,ψ=C1φ210+C2φ211+C3φ31-1,所有波函数都已归一化,请对φ描述的状态进行

计算,能量平均值以及能量-1.5ev出现的概率,角动量平均值及其出现的概率

补充的题目:

1.下列函数是d/dx的本征函数的是(本征函数:?ψ=aψ,算符?和本征函数ψ的积等于

一个常数a与本征函数ψ的积)

2.品优波函数的条件是:单值、连续、平方可积

3.π型分子轨道的特点是有一个含键轴的界面(σ轨道是沿键轴呈圆柱形对称)

4.六方石墨的晶胞形状是平面六面体

5.杂化轨道:在成键的过程中,由于原子间的相互影响,同一原子中几个能量相近的不同

类型的原子轨道,可以进行线性组合,重新分配能量和确定空间方向,组成数目相等的新原子轨道,这种轨道重新组合的方式称为杂化(Hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道(Hybrid Orbital)。

6.(230)晶面在a,b,c轴上的截距分别为1/2a,1/3b,∞230表示h=2,k=3,l=0,

是由晶面在abc轴上面的截距倒数的比值

7.Nb原子的基态光谱支项的符号为6D?,已知Nb的电子排布为[Kr]4d45s1已知电子

排布求光谱支项时,可用L-S法,光谱支项的通式为2S+1L J,L=0,1,2,3时写作S,P,D,F;J=L+S,L+S-1,……|L-S|,当电子在半充满前时J取最小,当电子半充满时J=S,当电子半充满后J取最大

8.

9.离域π键可以用Πn m表示,则O2和CO2的离域π键可分别表示为Π23和Π34n为

原子数;m为π电子数;氧气是两中心三电子(特例,有一个单电子,顺磁性)π电子指π键上的电子,一个双键有两个π电子,一个三键有四个π电子。在用4n+2规则判断芳香性时,数的是参与共轭的π电子数,因此:一个双键有两个π电子;一个带正电荷的碳原子(碳正离子)没有π电子;一个自由基碳原子(碳自由基)有一个π电子;一个带负电子的碳原子(碳负离子)有两个π电子。

10.按分子轨道理论写出O2,N2和CO基态时的价电子组态,并说明不成对电子数和磁性。

O2属于简单同核双原子分子,用σns……表示;N2属于复杂同核双原子分子,用nσg、nσu;CO属于简单异核双原子分子,用σ表示;有未成对电子即为顺磁性。

11.颜色的变化可以看出变色硅胶的吸水程度,这是因为硅胶中加入了CoCl2,无水的CoCl2

颜色为蓝色,吸收波长为650nm-750nm,吸水后变成粉红色[Co(H2O)6]Cl2,吸收波长为

490nm-500nm,试用配位场理论解释原因答: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。

12.碱性的强弱和提供电子对能力大小有关,试通过分析下列分子的成键情况,比较其碱性

强弱,并说明理由。(1)NH3;(2)C6H5NH2;(3)N(CH3)3答:碱性的强弱和提供电子对能力大小有关,当N原子提供孤对电子的能力大,碱性强。分子的几何构型和有关性质主要决定于分子中骨干原子的成键情况。下面将分析3个分子中的骨干原子特别是N原子的成键轨道以及所形成的化学键的类型,并结合有关原子或基团的电学性质,比较N原子上电荷密度的大小,从而推断出3个分子碱性强弱的次序(如图)碱性强弱:N(CH3)3> NH3> C6H5NH2

13.下图为一种ZnS晶胞(立方),请写出其点阵形式,结构基元的内容和原子分数坐标(面

心立方;1S2-,1Zn2+;(0,0,0)(?,?,0)(?,0,?)(0,?,,?)(?,?,,?,)(?,?,?)(?,?,?)(?,?,?))

14.链型共轭分子CH2CHCHCHCHCHCHCH2在长波方向460nm处出现第一强吸收峰,试

按一维势箱模型估算其长度。答:如图↓

用休克尔分子轨道法(HMO)详细解出烯丙基负离子(CH2=CH-CH2-)的离域π键分子的轨道波函数,并计算π键键级和C原子的自由价没找到,只能参考正离子的解法,负离子应该是有4个π电子

已知金属锂(M=58.7g/mol)为A1型结构,晶胞参数为a=352.4pm。(1)试计算它的原子半径和理论密度;(2)用CuKa射线(λ=154pm)摄取粉末衍射图。220衍射线的衍射角(θ)的数值参考

历年真题:

选择题

1.一维势箱零点能=h2/8ml2,h普朗克常数,m粒子质量,l势箱长度

2.描述多电子体系的完全波函数必须是反对称的

3.测量3d态类氢原子的轨道角动量的z分量可得到2?测定值?

4.两个原子轨道线性组合成分子轨道是,必须满足轨道对称性匹配,轨道能量相近,轨道

最大重叠

5.用MO理论判断键长大小:OF->OF>OF+写出电子组态排布,计算键级,键级=?(成

键电子数-反键电子数),对于均是由A、B两原子构成的键,键级越大,键能越大,磁矩越大,键长越短,

6.由HF的纯转动光谱,可得到核间距的数据

7.CO2分子中含有两个Π34键?

8.在羰基络合物Fe(CO)5中,CO与Fe生成配键以后,CO中C-O键的强度与自由的CO

分子相比削弱了

9.CaO晶体属于立方面心点阵形式,故其晶胞中含有的CaO“分子”数是4

10.晶体与非晶体的严格判别可采用是否有周期性结构

判断题

1.定态就是微观粒子处于静止状态,因此,定态的完全波函数与时间无关×(定态波函数

的概率密度与时间无关)

2.在中心力场近似中,多原子中单个电子的能量为-(Z-σ)2R/n2,因此,它的能量只与n

有关×

3.分子和原子中电子填充轨道的规则相同√

4.对于AB4型分子,A原子都是sp3杂化,具有正四面体构型×

5.按照点阵理论,正当单位就是素单位×(素单位/素晶胞是最小的单位,正当单位/正当

晶胞第一要求是对称性最高,其次是最小)

填空题

1.在一给定主量子数下的所有d轨道和f轨道最多能容纳的电子数分别是10和14

2.2(键级=?[成键电子数-反

3.C原子分别采用sp2和sp杂化轨道形成σ键

4.丁二烯的电环化反应,加热条件下是顺旋闭环,光照条件下是对旋闭环

5.晶体按理想外形的对称性,可划分为7个晶系

6.A1密堆积对应的空间点阵形式为cF/面心立方

计算题

1.已知He原子的第一电离能Ⅰ1=24.59eV,计算He原子的第二电离能,两个电子的相互

作用能

2.用HMO法求丁二烯的离域π-MO,并写出丁二烯第一激发态的电子组态

3.计算[Mn(H2O)6]2+和[Mn(CN)6]4+配位化合物的稳定化能(以Dq为单位)

4.HBr的远红外光谱临近二线间隔为16.94cm-1,求HBr分子的核间距(M H=1.008,

M Br=79.90)

5.金属锂晶体属于立方晶系,其(100)镜面间距离为350pm,密度为0.53g*cm-3。通过

计算说明金属锂晶胞的类型?(M li=6.941)

问答题

1.函数ψ(x)=2*√(2/a)*sin(πx/a)-3*√(2/a)*sin(2πx/a)是否一维势箱中粒子的一种可能状态?

为什么?

2.按分子轨道理论写出NF-基态时的电子组态,并说明它们的不成对电子数和磁性

3.反应N2+O2→2NO是否容易进行?为什么?

4.如何用质子NMR谱来区分(CH3)2C=C(CH3)2和(CH3CH2)2C=CH2分子

5.排列出NaCl型离子晶体NaCl、KBr、MgO、CaO的点阵能大小的顺序,并说明理

由。

选择题

1.一维势箱中运动的粒子,若n=4,则在x=3l/4处存在节点(0

2.多电子原子中,ψnlm状态的电子能量依赖于n和l(E=n2h2/8ml2)

3.原子中电子的下列各套量子数(n,l,m,s)中,可能存在的是:2,1,1,1/2(n为正

整数,n=1,2,3……;l=0,1,2……n-1;m=0,±1,±2,……±l;s=±1/2)

4.通过变分法计算得到未关体系的能量总是不小于真实体系基态能量

5.F2分子是逆磁性的;H2+,B2,O2是顺磁性的(顺磁性:有未成对电子;逆磁性:没有未

成对电子)

6.运用定域轨道方法处理分子时,电离能不能得到令人满意的结果

7.羰基配合物Cr(CO)6中,CO与Cr生成配键以后,CO的键长变长了

8.H2无红外光谱(非极性分子中,单原子分子和同核双原子分子都没有红外吸收)

9.每一组晶面指标(hkl)代表一组平行晶面

10.

判断题

1.原子或分子中电子的完全波函数,对任意两个电子的交换是对称的×

2.当电子处于?的本征态时,多次测量其能量,结果完全相同√

3.在极性分子CO中,因为O的电负性大于C的电负性,所以该分子的电荷

分布形式为Cδ+Oδ-×

4.按照点阵理论,正当单位就是素单位×

5.晶胞是组成晶体的基本重复单位,是一个平行六面体√

填空题

1.主量子数n=3的原子轨道一共有9个,最多能容纳18个电子(主量子数决

定电子能量高低与离核平均距离,n是多少就有多少个电子层。n=3,电子排布在spd(1+3+5)个轨道中存疑)

2.F2的价电子组态为σ2s2σ*2s2σ2pz2π2px2π2py2π*2pz2π*2py2,键级为1

3.H原子(气态)的电离能为13.6eV,He+(气态)的电离能为5

4.4e V(He+

是单电子”原子”),因此,He原子的第二电离能为I2=-E He+=-(-

13.6eV*22/12)=54.4eV)

4.在BF3分子中存在Π46离域大π键

5.在羰基络合物Cr(CO)6中,中心原子Cr与配体之间存在σ-π键,故较稳定

6.只含有一个点阵点的格子称为素格子

7.按特征对称元素及其数目的不同,晶体可分为7个晶系

计算题

1.已经氢原子中的电子处于ψ321轨道中,求:(1)原子轨道能(以eV为单位);

(2)轨道角动量(以?为单位)(R=13.6eV)

2.用HMO法求丁二烯的离域π-MO能级,并计算丁二烯分子的离域能。(根据E j=α+2β

cosjπ/n+1,此处n=4,j=1,2,3,4;可以得到离域π-MO的能级为:E1=E2=E3=E4=)

3.计算[Fe(H2O)6]2+和[Fe(CN)6]4+配位化合物的稳定化能(以Dq为单位)

4.12C16O的转动光谱中J=0→1的跃迁发生在3.8426cm-1处,求该分子转动惯

量和平衡核间距

5.金属钽为立方体心结构,a=330pm,求(1)Ta的原子半径(2)金属Ta的

理论密度(3)(110)晶面间距(M Ta=181.0)

简答题

1.根据一维势箱中粒子的能级公式说明说明:当宏观粒子变为纳米微粒时,

HOMO与LUMO之间的能隙将发生什么变化?

2.N2分子电离掉一个电子后,能级和键长有什么变化?NF呢?

3.丁二烯和乙烯环加成生成环己烯的反应是否容易进行?为什么?

4.化合物CH2=CH-N(CH3)2有哪几种NMR信号?自旋分裂情况如何?

5.何谓晶胞的两个基本要素?各用什么表示?(要素一:晶胞的大小和形

状,用晶胞参数(abcαβγ)要素二:晶胞中各原子的位置,用原子的分数坐标(x,y,z)表示)

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