结构化学答案及题库
首先提出能量量子化假定的科学家是： Pla nek 光波粒二象性的关系式为 E=h p=h/ h
,；宏观物体的入值比微观物体的入值
mv
F 列哪些算符是线性算符
d (A)
dx
F 列算符哪些可以对易
1001 1002 1003
1004
1009 1010
1011 1015 1016 1017 1018 1021
1022
1025
1026 1029 1036
1037 (A) X 和？ (B)— x 禾廿— y (C) ?x 和
？
(D) ?x 和 y
线性算符R 具有下列性质 F ?(U + V) = Ru+R v 式中e 为复函数， 下列算符中哪些是线性算符? (A) A u=入 U ，入=常数(B) E?U = U* 百
dU (D) =- dx 物理量xp y - yp x 的量子力学算符在直角坐标系中的表达式是 (C) C u=u 2
(E) E?U=1/U
设体系处在状态
=C 1 211+ C 2 210中，角动量M 2和M z 有无定值。其值为多少?
若无，则求其平均
值。 电子自旋存在的实验根据是： ------------------------------------------- (
(A) 斯登--盖拉赫(Stern-Gerlach)实验 (B) 光电效应 (C) 红外光谱 (D)
在长l=1 nm 的一维势箱中运动的
He 原子，其de Broglie 波长的最大值是：--- ) 光电子能谱 ()
(A) 0.5 nm (B) 1 nm (C)
1.5 nm (D)
2.0 nm (E)
2.5 nm
德布罗意关系式为
在电子衍射实验中，1
2
对一个电子来说，代表
电子概率密度
任一自由的实物粒子, 其波长为入，今欲求其能量，须用下列哪个公式 h 2 2m 2
对一个运动速率 v< ： A,B 两步都是对的，A 中v 是自由粒子的运动速率，它不等于实物波的传播速率 1 因为=u/ 。 又D 中E=h 是粒子的总能量，E 中E= mv 2仅为v< u, C 中用了 = v/ ,这就错了。 所以 C, E 都错。 P x > —，它说明了微观物体的坐标和动量不能同时测准 ，其不确定度的乘积不小于 —。 2 2 写出一个合格的波函数所应具有的条件。 波函数平方有物理意义， 测不准关系是 x ? 但波函数本身是没有物理意义的”。对否. 一组正交、归一的波函数 1 , 2, 3,…。正交性的数学表达式为 (a)，归一性的表达式为 (b)。 (X 1 , y 1, Z 1, X 2, y 2, z 2) I 2 代表 (B) 2 (C)用常数乘 (D) (E)积分 1038 (A) 在长l=1 nm 的一维势箱中运动的 He 原子， 其零点能约为: 16.5 X 10-24J (B) 9.5 X 10-7 J (C) 1.9 X 10-6 J (D) 8.3 X 10-24J ----( ) (E) 1.75 X 10-50J 1041 立方势箱中的粒子，具有 E=^2h 2的状态的量子数。 8ma n x n y n z 是 (A) 2 1 1 (B) 2 3 1 (C) 2 2 2 (D) 2 1 3 1043 在一立方势箱中，E 7h 2 4ml 2 的能级数和状态数分别是 (势箱宽度为I ,粒子质量为m): 1048 1050 状态? 1059 (A) 5, 11 (B) 6, 17 (C) 6, 6 (D) 5, 14 (E) 6 , 14 在边长为a 的正方体箱中运动的粒子，其能级 对于立方势箱中的粒子，考虑出 E 吏― 8ma E=的简并度是 4ma 27 h 2 ，E '=8^的简并度是—。 的能量范围， 求在此范围内有几个能级？ 在此范围内有多少个 函数 (x)= 2J 2 si n^ - 3 fs in* 是不是一维势箱中粒子的一种可能状态? V a a \ a a 如果是，其能量有没有 确定值(本征值)?如有，其值是多少？ 如果没有确定值， 其平均值是多少? 1062 函数(x 「；sin ￥ + 2： si 吋是否是一维势箱中的一个可能状态? 试讨论其能量值。 1075 双原子分子的振动， 可近似看作是质量为 m 1m 2 的一维谐振子, mi m 2 其势能为V=kx 2/2 ,它的薛定谔方程 1085 若用波函数 来定义电子云，则电子云即为 110 1 1102 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 提出实物粒子也有波粒二象性的科学家是： - (A) de Br? glie (B) A. Einstein 1114 1116 (A) 1118 ( (D) E. Schr?dinger --( (C) 6.626 X 10-34 焦耳?秒 —— ( (D)波恩 -------( (C) W. Heisenberg 普朗克常数是自然界的一个基本常数，它的数值是： (A) 6.02 X 10-23 尔格 (B) 6.625 X 10-30 尔格?秒 首先提出微观粒子的运动满足测不准原理的科学家是： 薛定谔 (B)狄拉克 下列哪几点是属于量子力学的基本假设 (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 ) (D) 1.38 X 10-16 尔格?秒 ) (C)海森堡 (多重选择): 1119 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 1126在以下共轭体系中将 电子运动简化为一维势箱模型，势箱长度约为 1.30 nm ，估算 电子跃迁时所吸收的 1154 下列算符是否可以对易 定值？若无，平均值是多少？若有，是多少? 1206直链共轭多烯 CJ^\ /CHs A —CH=CH —CH=1T CH / \雀 中，n 电子可视为在一维势箱中运动的粒子，实际测得 30.16 x 104 pm ，试求该一维势箱的长度。 n 电子由最高填充能级向最低空能级跃迁时吸收光谱波长为 1207 ⑴ e ikx 2001 2004 2007 2008 F 列哪些函数是算符 d/d x 的本征函数，本征值是多少? ⑶kx Li 2+ 的 SchrXdinger SchrXdinger 方程 ⑵k 在直角坐标系下， 写出Be 原 子的 ⑷In x 方程为 2009 原子轨道是指原子中的单电子波函数, 原子轨道是原子中的单电子波函数， 所以一个原子轨道只能容纳一个电子，对吗? 每个原子轨道只能容纳 ________ 个电子。 H 原子的书r, 0, 可以写作R r , 0, ?三个函数的乘积, 这三个函数分别由量子数 (a) ,(b), (c) 来 2010 已知 职 =R Y ： =R ，其中 R ,, ,Y 皆已归一化， 则下列式中哪些成立？ ---() (A) 2 dr 1 2 (B) 0 R dr 1 (C) 0 2 n 2 Y d ed ? 1 十 n 2 (D) 0 si n ee 1 规 定。 n , I , m , m s 四个量子数，对吗? 波长，并与实验值 510nm 比较。 1160 1183 (1) 和y? 链型共轭分子 该分子的长度。 若氢原子处于 一化的, 1190 ⑵一和一 x y CH 2CHCHCHCHCHCHCH 平均值用 R 表示。) 氢原子处于波函数 200 210 2 ⑶ Xx — ? i 2在长波方向 —和x x 460nm 处出现第一个强吸收峰, -3 321所描述的状态，求其能量平均值。 '311所描述的状态，角动量 M 为多少？角动量在 试按一维势箱模型估算 (已知： 及 书都是归 z 方向分量M 有无确 2012 求解氢原子的SchrXdinger 方程能自然得到 2021 回答有关Li 2+的下列问题： (1)写出Li 2+的薛定谔方程; ⑵比较Li 2+的2s 和2p 态能量的高低。 在j2h/2的概率是(b ), 角动量z 分量的平均值为(c )。 2032 氢原子波函数 A 2pz ，B 2p x ，C 2p211中是算符 R 的本征函数是(a ),算符H 2的本征函数有(b )，算 符*的本征函数有(c )) 3,2,状态时，电子的能量为(a ) eV ，轨道角动量为 心丄 h2 ，轨道角动量与 z 轴 或磁场方向的夹角为(_c ) ° 2036 氢原子处于 2pz 状态时，电子的角动量 -------- ( ) (A) 在x 轴上的投影没有确定值, (B) 在x 轴上的投影有确定值， (C) 在x 轴上的投影没有确定值, (D) 在x 轴上的投影有确定值， 2037 氢原子处于 2p z 状态时，电子的角动量 --------- ( ) (A) 在x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为0 (B) 在x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为1 (C) 在x 轴上的投影有确定值， 其确定值为0 (D) 在x 轴上的投影有确定值， 其确定值为1 2038 H 原子3d 状态的轨道角动量沿磁场方向有几个分量 (A) 5 (B) 4 (C) 3 (D) 2 2039 H 原子的s 轨道的角动量为 ------------------------ ( nim xoy 平面。则这个波函数的 n , l , m 分别为(a), (b ), (c )。 2068 原子的电子云形状应该用 ___________________________ 来作图。 (A) Y 2 (B) R 2 (C) D 2 (D)氏丫2 2069 径向分布函数是指 ------------------------ ( ) 2025 H 原子中的归一化波函数 G 311 C 2 320 C 3 21 1所描述的状态的能量、角动量和角动量的 Z 轴分量 的平均值各为多少? 311 ， 320 和 21 1是 H 原子的归一化波函数。 2030氢原子的波函数 C 1 210 C 2 211 C 3 31 1 其中 210 ， 211 和 31 1都是归一化的。那么波函数所描述状态的能量平均值为( _，角动量出现 2035 氢原子中的电子处于 其平均值为1 其确定值为1 其平均值为0 其值为0 2059 (A) h 2 (B) 2h 2 (C) 0 (D) - h 2 氢原子波函数 320 1 Z 81 6 12 a 。 2 Zr Zr 3a 2 e 3cos 0 1 的 a 。 ?> (A) R2(B) R2dr (C) r2R2(D) r2R2dr 2070ns对r画图，得到的曲线有：------- --( ) (C) (n-1)个节点 (D) (n+2)个节点 (A) n个节点(B) (n +1)个节点 2071R n,i(r)-r 图中, R= 0称为节点，节点数有: ------------- () (A) (n-l)个(B) (n-1-1)个(C) (n-1+1)个(D) (n-1-2)个 2072已知He+处于311状态，则下列结论何者正确？——() (A) E = -R/9(B )简并度为1 (C)径向分布函数的峰只有?个(D)以上三个答案都不正确2073电子在核附近有非零概率密度的原子轨道 是： ------------------ () (A) 3p (B) 4d (C) 2p (D) 2S 2081写出基态Be原子的Slater行列式波函 数。 2082氦原子的薛定谔方程为。 2086Be2+的3s和3p轨道的能量是：———( ) (A) E(3p) > E(3s)(B)E(3p) < E(3s)(C) E(3p)=:E(3s) 2087试比较哪一个原子的2s电子的能量高？--------( ) (A) H中的2s电子(B) He坤的2s电子(C) He ( 1s12s1 )中的2s 电子 2088在多电子原子体系中，采用中心力场近似的#i可以写为：----------------- ( ) A H?i1 2 Ze2 i 4 ￡r i B 1 8 2m 2 Ze2 2 e 82m i4汕i j 4汕 C H i1 2 2 Z o f e 82m i 4 ￡r i 2092 量子数为L和S的一个谱项有a)个微观状态。1D2有(b)个微观状态。 2093 Mg (1s22s22p63s13p1)的光谱项是： ______________________ 。 (A) 3P, 3S (B) 3P, 1S (C) 1P, 1S (D) 3P, 1P 2094 组态为s1d1的光谱支项共有： ------------------- ( ) (A) 3 项(B) 5 项(C) 2 项(D) 4 项 2096 He原子光谱项不可能是：---------------------------- ( ) (A) 1S (B) 1P (C) 2P (D) 3P (E) 1D 2098 s1p2组态的能量最低的光谱支项是：------------------- () (A) 4P1/2 (B) 4P5/2 (C) 4D7/2 (D) 4D1/2 2101 写出V原子的能量最低的光谱支项。(V原子序数23 ) _________________ 。 2104 多电子原子的一个光谱支项为3D2，在此光谱支项所表征的状态中，原子的总轨道角动量等于( a)； 总自旋角动量等于(b)；原子总角动量等于(c)；在磁场中，此光谱支项分裂出(d)个蔡曼(Zeeman )能级2116 求下列谱项的各支项，及相应于各支项的状态数：2P；3P；3D；2D；1D 2120 请画出氧原子在下列情况下的光谱项，并排出能级高低。 (1)考虑电子相互作用时；(2)考虑自旋一轨道相互作用时； (3)在外磁场存在情况下；(4)指出能量最低的光谱支项。 2138 三价铍离子(Be3+ )的1s轨道能应为多少-R ? ------------------------------- ( ) (A) 13.6 (B) 1 (C) 16 (D) 4 (E) 0.5原子。 2141 Li原子基组态的光谱项和光谱支项为 2156 在s 轨道上运动的一个电子的总角动量为: ( ) 2201 211 态， , 321 , 3“2 ( )均是氢原子许可的状态，其中 3 d z 2 ' \ 320 3227 是M? z 的本征态。 是H?的本征态， 是M?2的本征 2203 已知, Y 是归一化的，下列等式中哪个是正确的： --------------- ( ) (A) 2 2 0 0 Y ,0sin Qd ftH 4 /3 (B) 书 2 dr 1 (C) $ 0 e 0 2 r, e $ d T r 2 R 2 r dr (D) 2 cos e sin e 0d $ 4 2208 写出两个非等价电子 p 1p 1组态的光谱项。 2209 P 电子微观态的简并度为 。 2246 4f 轨道有几个径向节面？角度节面？总节面数？ 2247 3d 轨道有几个径向节面？角度节面？总节面数？ 2253 两个原子轨 道 心和嘔互相正交的数学表达式 。 2254 计算Li 2+处于 啦 20时电子的能量、角动量、角动量在 z 方向上的分量，画出其角度分布和径向分布的示意图。 2260 写出基态锂原子的 Slater 行列式波函数。 2261 某多电子原子的一个光谱支项为 3 D 2。在此光谱支项所表征的的状态中，原子的轨道角动量为 ___________ ，原子 的自旋角动量为 _____ ，原子的总角动量为 _____ ，在外磁场作用下，该光谱支项将分裂为 —个微观状态。 2265 含有奇数个电子的原子是： ----------------------------------- ( ) (A) 顺磁性的 (B)反磁性的 (C)铁磁性的 (D)超磁性的 (E)反铁磁性的 2275 写出Ni 原子(Z=28)的光谱项。 2276 写出02最稳定的光谱项。 3004 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是： --------------- ( ) (A)等于真实基态能量 (B)大于真实基态能量 (C)不小于真实基态能量 (D)小于真实基态能量 3007 描述分子中 _________________ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。 3008 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 2158 2159 (A) 2161 2164 2165 2200 (A) 0 (B) 弓 h 2 1 , (C) 2h (D ) 2 / 用来表示核外某电子运动状态的下列各组量子数 (A) ( 2， 1，0， (C) ( 3， 1，2， 对于单电子原子， n 2 0 ) 1/2 ) 在无外场时, (B) 2(l+1) 已知一个电子的量子数 n ， —( ) (B) |h / (A) h (C) (B) ( 0， (D) ( 2， 能量相同的轨道数是: (C)2l+1 m 分别为 (n , I , m , m s )中，合理的是: 0， 0， 1/2 ) 1， -1， -1/2 ) (E) ( 1， -----( (D) n-1 (E) 2， 0， 1/2 ) ) n-l-1 2，1，3/2，3/2,则该电子的总角动量在磁场方向的分量为: 通过解氢原子的薛定谔方程，可得到 电子自旋量子数 s = ± 1/2 ，对吗？ 氢原子的零点能约为 fh n ， l ， m 和 1 u (D) -h 2 m s 四个量子数，对吗? 设在球坐标系中, 试述由原子轨道有效地形成分子轨道的条件。 在LCAO-MO 方法中，各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定： ---------- ( ) (A) 组合系数 c j (B) (c ij )2 (C) (c ij )1/2 (D) (C j )-1/2 在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子，在 A 原子的A 原子轨道上出现的概率为 80%， B 原子 的B 原子轨道上出现的概率为 20%，写出该分子轨道波函数 。 设A 和B 分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道， 其对应的原子轨道能量为 E A 和E B ，如果两者满足 _ ， __________ ， _____ 原则可线性组合成分子轨道 =C A A + C B B 。对于成键轨道， 如果E A __________ C A _____ C B 。(注：后二个空只需填"=",">"或"等比较符号) AB 为异核双原子分子，若 A d 与 B p 可形成 型分子轨道，那么分子的键轴为 ___________ 轴。 d yz p y 两个原子的d yz 轨道以X 轴为键轴时， 形成的分子轨道为 ------------- ( ) (A) 轨道 (B)轨道 (C)轨道 (D)-轨道 若双原子分子 AB 的键轴是z 轴，则A 的d yz 与B 的p y 可形成 ________________ 型分子轨道。 若以X 轴为键轴，下列何种轨道能与 p y 轨道最大重叠？ ------------------ ( ) (B) d xy (C) p z (D) d xz CO 分子价层基组态电子排布为 ___________________________________ ，键级为 _____ ，磁性 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价层的电子组态： N 2： _______________________________ ， O 2： ______________________________ 。 下列分子中哪一个顺磁性最大： ------------------- ( ) (A) N 2+ (B) Li 2 (C) B 2 (D) C 2 (E) O 2- 在 C 2+， NO ， H 2+， He 2+等分子中， 存在单电子 ____________ 键的是 ，存在三电子 键的是 ______ ， 存在单电子 键的是 ________________ 。存在三电子 键的是 ___________________ 。 用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。如果电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明 该电子是： ----------------- ( ) (A)从成键 MO 上电离出的 (B)从非键 MO 上电离出的 (C)从反键 MO 上电离出的 (D)不能断定是从哪个轨道上电离出的 谐振子的零点振动能是： -------------------- ( ) 1 3 (A) 0 (B) h (C) h (D) h 2 2 用刚性模型处理双原子分子转动光谱， 下列结论不正确的是： ----------- ( ) (A)相邻转动能级差为 2B(J+1) (B)相邻谱线间距都为 2B 下列分子中有纯转动光谱的是： ----------- ( ) (A) O 2 (B) (C) H 2 (D) HCl 双原子分子的振一转光谱， P 支的选律是： ( (A) J= +1 (B) J = -1 (C) J= ± 1 已知一双原子分子的两条相邻的转动光谱线为 a cm -1 和 则该谱线对应的 J 为： ------------------- ( ) ) (D) 都不对 b cm -1 (b>a)。设a cm -1谱线是E j_1 T E J 跃迁所产生, 3009 3011 3012 3013 E B ，则 3018 3019 3020 3023 (A) s 3025 3029 3039 3049 3061 3080 3081 3082 3083 3089 3090 3100 3101 3105 (A) a/(b-a) (B) (3 a-b)/(b-a) (C) 1 由HF 的纯转动光谱，可以取得的数据是： (D) (2a-b)/(b-a) (E) (2b-a)/(b-a) ------------------------ ( ) (A)力常数 (B)化合价 (C)氢键 在1H 80Br 分子远红外光谱中观察到下列谱线: (D)核间距 118 Cm -1, 135 cm -1, 152 cm -1, 169 cm -1, 186 cm -1 和 203 cm -1。 试求：(1)%8旨分子的转动常数 B ; (2)转动惯量I 和核间距r e ； (3) J=8时转动能级的能量 。 已知1H 127 I 振转光谱的特征频率为 2309.5 cm -1,转动常数为6.55 cm -1，请求算力常数、零点能、转动惯量和 平衡核间 距。 已知HCI 气体的转动吸收光谱线如下： 83.32 Cm -1, 104.13 cm -1, 124.74 cm -1, 145.37 cm -1, 165.89 cm -1, 186.23 cm -1, 206.6 cm -1, 226.86 cm -1。 (C)第一条谱线频率为 2B (D)选律为J= ± 1 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----??===??? 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。 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； 《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 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 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 =? 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。 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 =? 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_______________________ 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结构化学基础习题及答案(结构化学总复习)
结构化学第一章习题
应用化学《结构化学》期末考试试卷A答案
结构化学练习题带答案
结构化学试卷(附答案)
结构化学试题库
《结构化学》期末考试试卷(A)
结构化学试卷附答案
结构化学复习题及答案
应用化学结构化学期末考试试卷B
最新结构化学复习题及答案精编版
结构化学试题及答案
结构化学-第五章习题及答案