结构化学期末考试试题.pdf

结构化学题目 一 .判断题 1.( ) 由于微观粒子具有波粒二象性，所以不能用经典理论描述其运动状态 2.( ) 一维势箱的能级越高能级间隔越大 。 3.( ) 类氢离子体系， n 不同、 l 相同的所有原子轨道的角度分布是相同的 4.( ) 零点能效应指的是微观粒子的能量为零。 5.( ) 类氢离子体系， n 相同的全部原子轨道是能量简并的 6.( ) 定态就是微观粒子处于静止状态，因此，定态的波函数与时间无关。 7.( ) 波函数 2Px、 2Py、 2Pz分别是 211、 21-1、 210。 8.( ) 电子的自旋量子数为 S= 1/2。（ ） 9.( )在中心力场近似中，多电子原子中单个电子的能为（ Z-） 2 R/n2，因此，它的能 量只与 n有关。 10.（ ）同核 双原子分子轨道中，成键分子轨道具有中心对称，反键分子轨道具有中心 反对称。 11.（ ） N2分子的键能比 N2+分子的键能大。 12.（ ） B2分子为顺磁性分子。 13.（ ） 分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群 14.（ ） 同一种分子必然 同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点群 15（ ） 分子中有 Sn轴，则此分子必然同时存在 Cn轴和 h面 16.（ ） 镜面 d一定也是镜面 v 17（ ） 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心 18.（ ） 分子中若有 C4，又有 i，则必有 19.（ ） 凡是平面型分子必然属于 Cs群 20.（ ） 在任何情况下， 2nS =E 21（ ） 1、 双原子分子轨道中，成键分子轨道具有中心对称，反键分子轨道 具有中心反对称。 22（ ） 2、 分子中若有 C4，又有 i，则必有 23（ ） 3、 凡是平面型分子必然属于 Cs群 24（ ） 4、 N2分子的键能比 N2+分子的键能大。 25（ ） 5、分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群 26（ ） 6、甲烷分子有对称中心。 27（ ） 7、凡是直线型分子一定有 C 轴。 28（ ） 8、 B2分子为顺磁性分子。 29（ ） 9、 I4是个独立的对称元素。 30（ ） 10、杂化轨道是由不同原子的原子轨道线性组合而得到的。 二选择题 1、 对于 O2 , O2- , O22-，何者具有最大的顺磁性？ （ A） A O2 B O2- C O22- 2、 下列分子中 , 哪种分子有两个不成对电子 ? （ A） A B2 B C2 C N2 3、 下列哪种对称操作是真操作 （ B ） A反映 B旋转 C反演 4、 对于定域键 (即不包括共轭分子中的离域大键 ) , 键级 BO 的定义是 （ C） A. 成键电子数 B. （成键电子数 - 反键电子数） C. （成键电子数 - 反键电子数） / 2 5、 S 在室温下稳定存在的形式为正交硫 , 其中的分子是 S8 环 , 分子点群为 （ B ） A. C4v B. D4d C. D8h 6、 晶系和晶体学点群各有多少种 ? （ A ） A. 7 种晶系 , 32 种晶体学点群 B. 14 种晶系 , 32 种晶体学点群 C. 7 种晶系 , 14 种晶体学点群 8、 下列哪一种说法是错误的： （ B ） A. 属于同一晶系的晶体，可能分别属于不同的晶体学点群 B. 属于同一晶体学点群的晶体，可能分别属于不同的晶系 C. 属于同一晶体学点群的晶体，可能一 选择答案 9、 丙二烯分子所属的点群 .( D ) A. C2v B. D2 C. D2h D. D2d 10、 下列分子中哪一个顺磁性最大 .( C ) A. N2+ B. Li2 C. B2 D. C2 E. O2- 11、下列哪个络合物的磁矩最大？ ( ) (A) 六氰合钴 ( )离子 (B) 六氰合铁 ( )离子 (C) 六氨合钴 ( )离子 (D) 六水合锰 ( )离子 12、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 ( ) (B) 六水合钴 ( ) (C) 六氰合铁 ( ) (D) 六氰合镍 ( ) 13、 2， 4， 6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域 键，它是： ( ) (A) 1612 (B) 1814 (C) 1816 (D) 2016 14、 He+离子的一个电子处于总节面为 3的 p态，则该电子的能量为（ ） -R. a)4. b)1/9. c) 1/4. d) 1/16. 15、就氢原子波函数 px2 和 px4 两状态的图像，下列说法错误的是： ( ) (A)原子轨道的角度分布图相同 (B)电子云图相同 (C)径向分布图不同 (D)界面图不同 16、有一 AB4型晶体，属立方晶系，每个晶胞中有 1 个 A 和 4 个 B， 1 个 A 的坐标是 (1/2， 1/2， 1/2)， 4 个 B 的坐标分别是 (0， 0， 0)； (1/2， 1/2， 0)； (1/2， 0， 1/2)； (0， 1/2， 1/2)， 此晶体的点阵类型是： ( ) (A) 立方 P (B) 立方 I (C) 立方 F (D) 立方 C 17、粒子处于定态意 味着 （ ） ）粒子处于概率最大的状态。 ）粒子处于势能为零的状态。 ）粒子的力学量平均值及概率密度分布与时间无关的状态。 ）粒子处于静止状态。 18、与 b轴垂直的晶面的晶面指标可能是： （ ） ）（） （） （） （） 19、在外磁场下，多电子原子的能量与下例哪些量子数有关（ ） (A) n, l (B) n, l, m (C)n (D)n, m 20. 考虑电子的自旋 , 氢原子 n=3 的简并波函数有 ( )种。 a) 3 b) 9 c) 18 d) 1 21. 下列算符中，不是线性算符的是 ( ) a) 2 b) c) d) xy 22. 下列分子的键长次序正确的是： ( ) (A) OF- OF OF+ (B) OF OF- OF+ (C) OF+ OF OF- (D) OF- OF+ OF 23. 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) 分子的全波函数 (D) 原子轨道线性组合成的新轨道 24. 配合物具有颜色的原因是（ ）。 (A)有 d d跃迁 (B)有 配键 (C)d 电子排布不对称 (D)有配键 25. 如果图 形中有对称元素 S6，那么该图形中必然包含： ( ) (A) C6， h (B) C3， h (C) C3， i (D) C6， i 26.B2H6 所属点群是： (A) C2v (B) D2h (C) C3v (D) D3h (E) D3d 27. 推测下列三种络合物的 d-d 跃迁频率大小顺序： (1)六水合铁 ( ) (2)六水合铁 ( ) (3)六氟合铁 ( ) (A) 1 2 3 (B) 1 3 2 (C) 3 2 1 (D) 3 1 2 (E) 2 1 3 28.按分子轨道理论，下列分子（离子）中键级最大的是：（ ） (A) 2F (B) 22F (C) 2F (D) 2F 29.已知 = YR = R ， 其中 YR , 皆已归一化，则下列式中哪个成 立？ (A) 0 2 1dr (B) 0 2 1drR (C) 0 20 2 1dd Y (D) 0 2 1dsin 30.测量 3d 态氢原子的轨道角动量的 Z轴分量可得到（ ）个测定值。 a)1 b)3 c)5 d)7 三 填空题 1 对氢原子 1s 态 , (1) 2 在 r 为 _处有最高值； (2) 径向分布函数 224 r 在 r 为 _处有极大值； 2、 OF， OF+， OF-三个分子中， 键级顺序为 _。 3、判别分子有无旋光性的标准是 _。 4、属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有 _。 5、 NaCl 晶体的空间点阵型式为 _，结构基元为 _。 6、 写出下列分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型 HgCl2_ SP 直线型 _,Co(CO)4-_SP3 正四面体 _ _， IF5_ sp3d2 四方锥 _. 7、 波函数常用来描述微观粒子的运动状态，它必须满足三个条件。它们 是： ； ； 。 8、 函数： xe ， 2x ， xsin 中，是算符 2 2dxd 的本征函数的是 ， 其本征值分别是 。 9、 分子轨道可以用 组合，但必须满足 、 、 条件。 10、 能量为 100eV 的自由电子的德布罗依波波长为 cm 11、 氢原子的 3Px 状态的能量为 eV。角动量为 ，角动量 在磁场方向的分量为 ；它有 个径向节面。 12、 CN-的电子组态为： ， 键级为 ，不成对的电子数为 ，磁性 。 13 、 共价键的本质 是 。 14、 trans-PtCl2（ NH3） 2 对称元素有 ；所属 点 群；偶极矩 （有 /无）；旋光性 （ 有 /无）。 15、 休克尔分子轨道法中休克尔近似指的是： 、 、 。 16、 I3和 I6 不是独立的对称元素，因为 I3= ， I6= 。判别分子有无 旋光性的标准是 _。 17、 CsCl 晶体中负离子的堆积型式为 _，正离子填入 _空隙中。 18 、 晶 体 中 可 能 存 在 的 独 立 的 宏 观 对 称 元 素 是 、 、 、 、 、 、 、 共 8 种 。 19、 萘分子中有 大 键，它属于 点群；反式二氯乙烯分子 中有 大 键，它属于 点群，此点群有 个群元素， 它们是 。 20、 组成晶体的最小单位叫 ，根据其特征对称元素可分为 晶 系、 空间点阵。 21、 11 晶 体宏观外形中的对称元素可有 、 、 、 共 4种 类型。 22 群定义的四个性质分别 是 、 、 、 。 23、 氢原子波函数 )()()(),( rRr ， )(),(),(),( rRr 分别由 量子数 _、 _、 _、 _决定。 24、 按晶体场理论 , 正四面体场中 , 中央离子 d 轨道分裂为两组 , 分别记为 (按能级由低到 高 )_ 和 _, 前 者 包 括 _ ， 后 者 包 括 _。 25、 CS2 中 C 采用 _杂化， 分子构型是 _。 NO2 中 N 采用 _ 杂化， 分子构型是 _。 OF2 中 O 采用 _杂化， 分子构型是 _。 26、 分子轨道理论中键级的定义是 _，一般情况下，键级越大， 键能 _，键长 _。 O2 的键级是 _， O2+的键级是 _。 27、 型分子轨道的特点是：关于键轴 _、成键 轨道节面数 为 _个 、反键 轨道节面数为 _个 、 型分子轨道的特点是： 关于通过键轴 的平面 _， 成键 轨道节面数为 _个 ，反键 轨道节面数为 _个 。 28、 类氢离子的能量公 式是 _，它与量子数 _有关，多 电子原子的能量公式是 _，它与量子数 _有关。 He 原子基态能量为 _。 29、 径向分布函数的定义是 _，它 的意义是 _， 3d 轨道的径向分布函数有 _个极大， _个节点。 四 简答题 1、 分子轨道理论要点 ？ 2、 杂化轨道理论要点 ？ 3、晶体场理论主要观点和内容 ？ 4、 2axxe 是算符 )4( 222 2 xadxd 的本征函数，求本征值。 1、 2axxe 是算符 )4( 222 2 xadxd 的本征函数，求本征值。 解： a axe exaexaaxeaxe exaeaxe dx d xexaxe dx d xexa dx d xa dx d ax axaxaxax axaxax axax ax 6 6 4442 42 )(4 )4()4( 2 2222 222 22 2 3232 322 22 2 2 22 2 2 22 2 2 因此，本征值为 -6a。 5.说明下列化合物中心原子的杂化类型、分子的几何 构型及分子所属点群。 NH3、 BF3、 CCl4、 Ti（ H2O） 6+ 杂化 几何 点群 NH3、 不等性 sp3 三角锥 C3v BF3、 sp2 平面三角形 D3h CCl4、 sp3 四面体 Td 6. 写出 2O ， 2O ， 2O ，和 22O 的键级、键长长短次序及磁性 解： O2+ O2 O2- O22- 键级 2.5 2 1.5 1 键长 O2+ O2 O2- N2 磁性 顺磁 抗磁 8. 为什么过渡金属元素的化合物大多有颜色？（ 10 分） 答： 过渡金属配合物中，中心离子 d 轨道能级分裂，在光照下 d 电子可从能级低的 d 轨道跃迁到能级高的 d 轨道，产生 d-d 跃迁和吸收光谱，这种 d-d 跃迁产生的吸收光谱，常 常在可见光区，故过度金属配合物通常都有颜色。 9. 说明类氢离子 3Pz 状态共有多少个节面 , 各是什么节面 . 解：类氢离子 3pz， n = 3， l = 1， m = 0；共有 n 1=3-1=2 个节面， 径向节面 n l -1 =3-1-1=1，球 面； 角节面 l = 1， m = 0， xoy 平面 10. 写出玻恩 -奥本海默近似下 Li+ 的哈密顿算符 (原子单位 ). Errr 1221 2221 133)(21 解：用原子单位： 11.写出对称元素 I6的全部对称操作 12.写出右图分子离域键的符号和久期行列式。 13.简述杂化轨道和分子轨道的相似点和不同点。 14.BF3和 NF3的几何构型有何差异？说明原因。 15.晶胞两个要素的内容是什么？各用什么表示？