結(jié)構(gòu)化學(xué)練習(xí)題及答案

1、結(jié)構(gòu)化學(xué)練習(xí)題一、填空題試卷中可能用到的常數(shù)：電子質(zhì)量(9.110X10-31kg),真空光速(2.998X 108m.s-1),電子電荷(-1.602x 10-19C) ,Planek 常量(6.626X10-34J.s) , Bohr 半徑(5.29X 10-11m) , Bohr 磁子(9.274X1024J.T-1),Avogadro 常數(shù)(6.022X1023mol-1)1. 導(dǎo)致”量子”概念引入的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)分別是 _ ,_和_ .2. 測不準(zhǔn)關(guān)系_ 。3. 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)中，波爾提出原子存在于具有確定能量的(),此時(shí)原子不輻射能量，從()向()躍遷才發(fā)射或吸收能量；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中

2、入射光的頻率越大，則()越大。4. 按照晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性，劃分出一個(gè)個(gè)大小和形狀完全一樣的平行六面體，以代表晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單位，叫 _ 。5. 方程 血 =a 中，a 稱為力學(xué)量算符 A 的_。6. 如果某一微觀體系有多種可能狀態(tài)，則由它們線性組合所得的狀態(tài)也是體系的可能狀態(tài)，這叫做_ 原理。7. 將多電子原子中的其它所有電子對(duì)某一個(gè)電子的排斥作用看成是球?qū)ΨQ的，是只與徑向有關(guān)的力場，這就是_ 近似。8. 原子單位中，長度的單位是一個(gè)Bohr 半徑，質(zhì)量的單位是一個(gè)電子的靜止質(zhì)量，而能量的單位為_。9. He+離子的薛定諤方程為()。10. 鈉的電子組態(tài)為 1s22s22p63s1，寫

3、出光譜項(xiàng) _ ，光譜支項(xiàng) _。11. 給出下列分子所屬點(diǎn)群：吡啶 _, BF3_, NO3_，二茂鐵 _。12. 在 C2+, NO , H2+, He2+，等分子中，存在單電子鍵的是_，存在三電子鍵的是_，存在單電子n鍵的是_ ，存在三電子n鍵的是_ 。13. 用分子軌道表示方法寫出下列分子基態(tài)時(shí)價(jià)電子組態(tài)，鍵級(jí)，磁性。O2的價(jià)電子組態(tài)1og21Q222(u23cg21n41 陽2_(Be?31_n41n2)鍵級(jí)_2磁性。NO 的價(jià)電子組態(tài) _ 123 韶1n52n(KK121 #32n)_鍵級(jí) _ 2.5_ 磁性_順磁性_ 。14. dz2sp3雜化軌道形成 _幾何構(gòu)型。d2sp3雜化軌道

4、形成 _ 幾何構(gòu)型。15. 原子軌道線性組合成分子軌道的三個(gè)原則是 _, _和_16.事實(shí)證明 Li 的 2s 軌道能和 H 的 1s 軌道有效的組成分子軌道，說明原因（ ）、（ ）。17. 類氫體系的某一狀態(tài)為屮43-1,該體系的能量為（0.85Z2） eV,角動(dòng)量大小為（）,角動(dòng)量在 Z 軸上的分量為（）。18. 兩個(gè)能級(jí)相近的原子軌道組合成分子軌道時(shí)，能級(jí)低于原子軌道的分子軌道稱為_。19. 對(duì)于簡單的 sp 雜化軌道，構(gòu)成此軌道的分子一般為 _構(gòu)型。20. 按 HMO 處理，苯分子的第_和第_ 個(gè) 分子軌道是非簡并分，其余都是重簡并的。21. 按晶體場理論，正四面體場中，中央離子 d

5、軌道分裂為兩組，分別記為（按能級(jí)由低到高）_和_ ,前者包括，后者包括 _22. 分子光譜是由分子的 _ 能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。其中遠(yuǎn)紅外或微波譜是由 _ 能級(jí)躍遷產(chǎn)生的；近紅外和中紅外光譜帶是由 _ 能級(jí)躍遷產(chǎn)生的；紫外可見光譜帶是由能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。23. NaCI 晶體中負(fù)離子的堆積型式為 _，正離子填入 _ 的空隙中。CaF2晶體中負(fù)離子的堆積型式為_ ，正離子填入 _ 的空隙中。24. 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，包括原子或分子的種類和數(shù)量及其在空間按一定方式排列的結(jié)構(gòu)，稱為晶體的 _ 。、選擇題（每題 2 分，共 30 分）1. 下列哪一項(xiàng)不是經(jīng)典物理學(xué)的組成部分？（）a. 牛頓

6、（Newton）力學(xué)b. 麥克斯韋（Maxwell）的電磁場理論c. 玻爾茲曼（Boltzmann）的統(tǒng)計(jì)物理學(xué)d. 海森堡（Heisenberg 的測不準(zhǔn)關(guān)系2. 根據(jù) Einstein 的光子學(xué)說，下面哪種判斷是錯(cuò)誤的？（）a. 光是一束光子流，每一種頻率的光的能量都有一個(gè)最小單位，稱為光子b. 光子不但有能量，還有質(zhì)量，但光子的靜止質(zhì)量不為0） 、c. 光子具有一定的動(dòng)量d. 光的強(qiáng)度取決于單位體積內(nèi)光子的數(shù)目，即，光子密度3. 下面哪種判斷是錯(cuò)誤的？（）a. 只有當(dāng)照射光的頻率超過某個(gè)最小頻率時(shí)，金屬才能發(fā)身光電子b. 隨著照射在金屬上的光強(qiáng)的增加，發(fā)射電子數(shù)增加，但不影響光電子的動(dòng)能

7、c. 隨著照射在金屬上的光強(qiáng)的增加，發(fā)射電子數(shù)增加，光電子的動(dòng)能也隨之增加d. 增加光的頻率，光電子的動(dòng)能也隨之增加4. 根據(jù) de Broglie 關(guān)系式及波粒二象性，下面哪種描述是正確的？（）a. 光的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系式也適用于實(shí)物微粒b. 實(shí)物粒子沒有波動(dòng)性c. 電磁波沒有粒子性d. 波粒二象性是不能統(tǒng)一于一個(gè)宏觀物體中的5. 下面哪一個(gè)不是由量子力學(xué)處理箱中粒子所得的受勢能場束縛粒子共同特性？（）a. 能量量子化b. 存在零點(diǎn)能c. 沒有經(jīng)典運(yùn)動(dòng)軌道，只有幾率分布d. 存在節(jié)點(diǎn)，但節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)與能量無關(guān)6.粒子處于定態(tài)意味著（）a. 粒子處于概率最大的狀態(tài)b. 粒子處于勢能為 0 的

8、狀態(tài)c. 粒子的力學(xué)量平均值及概率密度分布都與時(shí)間無關(guān)的狀態(tài)d.粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)8、測不準(zhǔn)關(guān)系的含義是:F、-1B、2 C、7.下列各組函數(shù)可作為算A.xy2B.x2C. sinxD.d符的本征函數(shù)的是：（dxx2+ cosxA.粒子太小，不準(zhǔn)確測定其坐標(biāo)B.運(yùn)動(dòng)不快時(shí)，不能準(zhǔn)確測定其動(dòng)量C. 粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量都不能準(zhǔn)確測定D.不能同時(shí)準(zhǔn)確地測定粒子的坐標(biāo)與動(dòng)量9.下列函數(shù)是算符 d/dx 的本征函數(shù)的是:）；本征值為:e2xB、 cosXC、logex3D、sinx10.豎2-1的節(jié)面有（）個(gè)，其中（D ）個(gè)平面。12. n=3 能層中最多可以充填多少電子？（）11. Fe 的電子組態(tài)為:3

9、d64s2，其能a.5D4b.3P2c. Sd.5D0a. 9 b. 12 c. 15 d. 1813.氫原子的 3s3p、3d、4s軌道能級(jí)次序?yàn)?)14.波恩對(duì)態(tài)函數(shù)提出統(tǒng)計(jì)解釋：在某一時(shí)刻 t 在空間某處發(fā)現(xiàn)粒子的幾率與下面哪種形式的態(tài)函數(shù)成正比。A 11B.Il2C.Il15D. xy 丨15.對(duì)氫原子方程求解，指出下列敘述錯(cuò)誤的是A. 可得復(fù)數(shù)解 m= exp(im? ),m=mB. 將兩個(gè)獨(dú)立特解線性組合可得到實(shí)數(shù)解C. 根據(jù)態(tài)函數(shù)的單值性，確定m = 0, 土 1，土 2，116. 尺(r)-r 圖中，節(jié)點(diǎn)數(shù)為A. n-1 個(gè)B. n-l-1 個(gè)C. n-l+1 個(gè)D. n-l-

10、2 個(gè)17. 下面說法正確的是A. 凡是八面體配合物一定屬于Oh點(diǎn)群B. 凡是四面體構(gòu)型的分子一定屬于Td點(diǎn)群C. 異核雙原子分子一定沒有對(duì)稱中心D. 在分子點(diǎn)群中對(duì)稱性最低的是G 點(diǎn)群，對(duì)稱性最高的是Oh點(diǎn)群18. 下列分子中偶極距不為零的分子是A.BeCbB. BF3C. NF3D.出+19. 在 LCAO-MO 方法中，各原子軌道對(duì)分子軌道的貢獻(xiàn)可由哪個(gè)決定A.組合系數(shù) CjB. Cj2C. (Cj)?D. (Cj)20.2, 4, 6-三硝基苯酚是平面分子，存在離域n鍵，它是A.16nr13B.n1118C.nD1621. 下列分子或離子中不是sp3雜化的是A.H?sB.BCI3C.

11、PCI3A.E3s V E 3p : E4s : E3dB.E3s =E3p ；：E4s ；：E3dC.D.E3s : E3p：E3d: E4sE3s:E4sD.根據(jù)歸一化條件1=1,求得 A=20n22.按價(jià)電子互斥理論，下列哪個(gè)分子成四面體形狀A(yù). XeF4B. XeO4C. ICIQ23.金屬銅為 A1 結(jié)構(gòu)，其晶胞型式和結(jié)構(gòu)基元分別是D. NH4D. BrF4A .立方面心，4 個(gè) Cu 原子B.立方體心，2 個(gè) Cu 原子C.立方體心，1 個(gè) Cu 原子D.立方面心，1 個(gè) Cu 原子24. 通過變分法處理氫分子離子體系，計(jì)算得到的體系能量總是：()A、 等于真實(shí)體系基態(tài)能量B、 大

12、于真實(shí)體系基態(tài)能量C、不小于真實(shí)體系基態(tài)能量D、小于真實(shí)體系基態(tài)能量25. 分子的 Raman 光譜研究的是()a.樣品吸收的光b.樣品發(fā)射的光c.樣品散射的光d.樣品透射的光26. 按分子軌道理論，下列分子(離子)中鍵級(jí)最大的是2 -：；： -a. F2b. F2c. F2d. F227. 價(jià)鍵理論處理 H2時(shí)，試探變分函數(shù)選為a. =ci a(1)+C2 b(2)b. -=C1 a(1)b(1)+C2 a(2)b(2)C. -=C1 a(1)b(2) + C2 a(2)b(1)d. =C1 a(1)a(2) + C2 b(1)b(2)28. 下面那種分子二電子離域能最大(A)已三烯(B)正

13、已烷(C)苯(D)環(huán)戊烯負(fù)離子29. 屬于那一點(diǎn)群的分子可能有旋光性(A) Cs(B) D：h(C) Oh(D) Dn|N|30.N分子屬所屬的點(diǎn)群為32.某 d8電子構(gòu)型的過渡金屬離子形成的八面體絡(luò)合物，磁矩為8叮，則該絡(luò)合物的晶體場穩(wěn)b. C2Vc. D2hd.D2d31.R1CR2 十a(chǎn).有旋光性且有偶極矩c.無旋光性但有偶極矩分子的性質(zhì)為b.有旋光性定化能為46.某晶體屬立方晶系，一晶面截x軸a/2 ,截y軸b/3，截z軸c/4，則該晶面的指標(biāo)為（）a. 6Dq b. 6Dq-3P c. 12Dq d. 12Dq-3P33. ML6絡(luò)合物中，除了匚配鍵外，還有二配鍵的形成，且配位體提供

14、的是低能占據(jù)軌道，則由于二配鍵的形成使分裂能a.不變 b.變大 c.變小 d.消失34. ML8型絡(luò)合物中，M 位于立方體體心，8 個(gè) L 位于立方體 8 個(gè)頂點(diǎn)，則 M 的 5 個(gè) d 軌道分裂 為多少組？a. 2 b. 3 c. 4 d. 535. 平面正方形場中，受配位體作用，能量最高的中央離子d 軌道為a.cX2y2b.dxyc.ckd.dyz36.八面體絡(luò)合物 ML6中，中央離子能與 L 形成二鍵的原子軌道為41.對(duì)于”分子軌道”的定義，下列敘述中正確的是:43. CH4屬于下列哪類分子點(diǎn)群:44.晶包一定是一個(gè)：（45. （312）晶面在 a,b,c軸上的截距分別為（A、八面體B、

15、六方柱體C、平行六面體D、正方體a.Qy、dxz、dyzb. Px、Py、Pz37.C.xy、dxz、Px、Pzd. (a)和(b)根據(jù)MO 理d 軌道能級(jí)分裂定義為a. E(eg)-E(t2g)b.E(eg*)-E(t2g)c.E(t2g)-E(eg)d.E(t2g*)-E(eg*)39.與 b 軸垂直的晶面的晶面指標(biāo)可能是:A)(011)B(100)(0 10)D(001)40.F 列絡(luò)合物的幾何構(gòu)型哪一個(gè)偏離正八面體最大?（A） 六水合銅（n）(B)六水合鈷（n）（C） 六氰合鐵（川）(D)六氰合鎳（n）(A)分子中電子在空間運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)(B)分子中單個(gè)電子空間運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)(C)分子中單

16、電子完全波函數(shù)（包括空間運(yùn)動(dòng)和自旋運(yùn)動(dòng)）(D)原子軌道線性組合成的新軌道42.紅外光譜由分子內(nèi)部（）能量躍遷引起。A、轉(zhuǎn)動(dòng)B、電子-振動(dòng)C、振動(dòng)振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)A、TdB、DohC、C3VCS46.某晶體屬立方晶系，一晶面截x軸a/2 ,截y軸b/3，截z軸c/4，則該晶面的指標(biāo)為（）A、3a, b, 2cB、3a, 6b, 2c C、2a, 6b, 3c） ：3a, b, cA. (234) B.(432) C.(643) D.(213)47. 特征 x 射線產(chǎn)生是由于()a.原子內(nèi)層電子能級(jí)間躍遷b.原子的價(jià)電子能級(jí)間的躍遷c.分子振動(dòng)能級(jí)間的躍遷 d.分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷48. 國際符號(hào) 42

17、m相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)群熊夫利符號(hào)是()A. D4hB.TdC.D2dD.C4v簡答題(每小題4 分，共20 分）1、-ax2二xe是算符dx-4a2x2)的本征函數(shù)，求本征值。解:d22 2d2 22 -4a x )= (2-4a x )xeax2dxd2dx2_ax2/22,-ax2、2xe -4a x (xe )丄ex2-2ax2ex2-4a2x3eJx2dx,2ax2ax22 3 -ax22 3 _ax2=-2axe-4axe 4a x e -4a x e=_6axeX因此，本征值為-6a。2說明下列化合物中心原子的雜化類型、分子的幾何構(gòu)型及分子所屬點(diǎn)群。雜化幾何三角錐點(diǎn)群C3vNH3、不等性

18、sp3BF3、sp2平面三角形D3hCCI4、sp3四面體TdTi(H20)6+d2sp3八面體h3.寫出O2O，2一，和。的鍵級(jí)、鍵長長短次序及磁性解：2+22-22-鍵級(jí)2.521.51鍵長2+2 2N2磁性順磁抗磁NH3、 BF3、CCI4、Ti( H2O)J5.為什么過渡金屬元素的化合物大多有顏色？（10 分）解：過渡金屬配合物中，中心離子d軌道能級(jí)分裂，在光照下d電子可從能級(jí)低的d軌道躍遷到能級(jí)高的d軌道，產(chǎn)生d-d躍遷和吸收光譜，這種d-d躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，常常在可見光區(qū)，故過度金屬配合物通常都有顏色。6.說明類氫離子 3Pz狀態(tài)共有多少個(gè)節(jié)面,各是什么節(jié)面解：類氫離子 3pz,

19、n= 3 ,1= 1 ,m= 0 ;共有n-仁 3-仁 2 個(gè)節(jié)面,徑向節(jié)面n-I-1 =3-1-1=1，球面；角節(jié)面I= 1 ,m= 0,xoy平面7.寫出玻恩-奧本海默近似下Li+的哈密頓算符（原子單位）.3+V =Er2r128.指出下列絡(luò)合物中那些會(huì)發(fā)生姜-泰勒畸變，為什么？Cr（CN）63-, Mn（出 0）62+, Fe（CN）6廣,Co（H2O）62+解：絡(luò)合物d電子排布姜-泰勒畸變Cr(CN)63-t2g3eg0無M n(H2O)62+t2g4eg0小畸變Fe(CN)63-t2geg0小畸變CO(H2O)62+t2g5eg2小畸變配合物中心離子的d電子排布存在簡并態(tài)，則是不穩(wěn)定

20、的，分子的幾何構(gòu)型發(fā)生畸變，以降低簡并度而穩(wěn)定于其中某一狀態(tài)，即姜-泰勒畸變，若在高能級(jí)的eg軌道上出現(xiàn)簡并態(tài)，則產(chǎn)生大畸變，若在低能級(jí)的t2g軌道上出現(xiàn)簡并態(tài)，則產(chǎn)生小畸變。9 確定碳原子的基普支項(xiàng)解：碳原子的電子排布為：1s22s22p2, 12s2是閉殼層，所以只考慮p2|ML|max=.打迥=1,L= 1，|MS|max= 1,L= 1, J =2,1,0，p電子半充滿前,故基普項(xiàng)是：3P，基普支項(xiàng)3Po。10.判斷下列分子中鍵角大小變化的次序并簡要說明理由NH3PH3ASH3SbH311. 一類氫離子的波函數(shù)Yn.i.m共有二個(gè)節(jié)面，一個(gè)是球面，另一個(gè)是xoy面，這個(gè)波函數(shù)的n,l,

21、m分別是多少？。解：波函數(shù)的節(jié)面數(shù)為 6 1）個(gè)”現(xiàn)有:心節(jié)面,/I1=2J=3徑向部分節(jié)面為球面山唧平面艮角度部分的一個(gè)節(jié)面因此/ = 1Th在xoy節(jié)両上奸th即 5 軸憲角為 9（幾收=曲二乩故 m 010-1解：用原子單位:四、計(jì)算題(每小題 10 分，共 20 分)1. 一質(zhì)量為 0.05 kg 的子彈，運(yùn)動(dòng)速度為 300 m s-1,如果速度的不確定量為其速度的0.01%,計(jì)算其位置的不確定量.h解：？ X =-43,14X0,05X300X001=3.52x10-32m2已知 H127l 振動(dòng)光譜的特征頻率 2309.5cm；轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)為 655cm1, 請(qǐng)求算其力常數(shù)、零點(diǎn)能、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和平衡核間距。解:2c21274 3. 1429 10