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结构化学习题集

习题1:

1.1 在黑体辐射中，对一个电热容器加热到不同温度，从一个针孔辐射出不同波长的极大值，试从其推导Planck 常数的数值：

T/℃ 1000 1500 2000 2500 3000 3500 λmax /nm 2181 1600 1240 1035 878 763

1.2 在地球表面，太阳光的强度是1.0×103W/m 2，一个太阳能热水器水箱涂黑面直对阳光。按黑体辐射计算，热平衡时水箱内水温可达几度？（忽略水箱其它表面的热辐射）

1.3 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。 1.4 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV 的动能,试问此时质子速度多大？ 1.5 Al 的电子逸出功是4.2eV ，若用波长200nm 的光照射Al 表面，试求：（1）光电子的最大动能（2）Al 的红限波长

1.6 具有0.2nm 波长的电子和光子，它们的动能和总能量各是多少？ 1.7 计算下列粒子的德布洛意波长 (1) 动能为100eV 的电子; (2) 动能为10eV 的中子; (3) 速度为1000m/s 的氢原子.

1.8 质量0.004kg 子弹以500ms -1速度运动，原子中的电子以1000ms -1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。 1.9 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。

1.10 小球的质量为2mg , 重心位置可准确到2μm, 在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?

1.11 一个粒子的某状态波函数为2

1/4

2()x

a x e αψπ-??= ?

，a 为常数，,x -∞≤≤+∞证明x x p ??满足测不准

关系。

1.12 判断下列算符是否是线性厄米算符：（1）

d （2）2? （3）x 1+x 2 （4）2

x e - 1.13 下列函数是否是

的本征函数？若是，求其本征值：（1）exp （ikx ）（2）coskx （3）k （4）kx

1.14 氢原子1s 态本征函数为0/1r a s Ne ψ-=（a 0为玻尔半径），试求1s 态归一化波函数。

1.15 已知一维谐振子的本征函数为

)1()(）（）

（）

（x n

n x n n

n e x d d e

a αααξψ--= 其中a n 和α都是常数，证明n=0与n=1时两个本征函数正交。

1.16 若2

x e α-是算符]/[222Bx dx d -的本征函数 (B 为常数), 试求α值，并求其本征值。

1.17 计算 Poisson 方括 ]?,?[x p x

, ]?,?[2

x p x 1.18 证明Poisson 方括的下列性质:

(1) B C A C B A C B A

?]?,?[]?,?[?]?,??[+= (2) 0]]?,?[,?[]]?,?[,?[]]?,?[,?[=++B A C A C B C B A

1.19 计算下列算符的对易子 21/21/2(1),(2),(3),,22

d d x ip x ip x x a a a a dx dx +

++-??

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

1.20 角动量算符定义为:

y z x zp yp L -=, z x y xp zp L -=, x y z yp xp L -=

222z y x L L L L ++=

证明: (1) z y x L i L L =],[ (2) 0],[2=z L L

1.21.在什么条件下22??)??()??(q p q p q p

-=-?+?

1.22设类氢离子处于状态

中，角动量

和M Z 有无本征值？若有其值是多少？若无，

求其平均值。

1.23计算下列波函数动量平均值

(1)(2)cos (3)x ikx kx e e α-

1.24 已知作圆周运动的粒子归一化波函数为()im φψφ-=

，其中m=0, ±1, ±2, ±3…

02φπ≤≤,计算平均值<φ>

1.25已知一维势箱粒子的归一化波函数为

n l x n πψsin

2)(=

n=1, 2, 3? (其中l 为势箱长度) 计算 (1)粒子的能量 (2)坐标的平均值 (3)动量的平均值

1.26 试比较一维势箱粒子(波函数同上题)基态(n=1)和第一激发态(n=2)在0.4l ~0.6l 区间内出现的几率。

1.27 当粒子处在三维立方势箱中(a=b=c),试求能量最低的前3个能级简并度。

1.28. 写出一个被束缚在半径为a 的圆周上运动的质量为m 的粒子的薛定锷方程，求其解。

1.29 一个细胞的线度为10-5m ，其中一粒子质量为10-14g 。按一维势阱计算，该粒子在n 1=100, n 2=101，能

级各多大？

1.30一个氧分子封闭在一个盒子里，按一维势阱计算（势阱宽度10cm ）（1）氧分子的基态能量是多少

（2）设该分子T ＝300K 时平均热运动能量等于3/2kT ，相应量子数n 为多少？第n 激发态与第n+1

激发态能量相差多少？

1.31. 若用一维势箱自由粒子模拟共轭多烯烃中π电子, (a)丁二烯 (b)维生素A (c)胡萝卜素分别为无色、桔黄色、红色，试解释这些化合物的颜色。

1.32 若用二维箱中粒子模型, 将蒽(C 14H 10)的π电子限制在长700pm, 宽400pm 的长方箱中,计算基态跃迁

到第一激发态的波长.

习题2：

2.1 已知氢原子1s 的归一化波函数为??

????-=-02

130

1exp )(a r a s πψ

(1) 试求其基态能量和第一激发态能量。 (2)计算坐标与动量的平均值。

2.2 试求氢原子由基态跃迁到第一激发态（n ＝2）时光波的波长。

2.3 试证明氢原子1s 轨道的径向分布函数()2124s r r D ψπ=极大值位于0a r =。 2.4 计算氢原子1s 状态函数s 1ψ及其概率在0a r =和02a r =处的比值。 2.5 已知s 和p z 轨道角度分布的球谐函数分别为：π

4100=

Y ，θπ

cos 43

10=

Y 试证明s 和p z 轨道相互正交。

2.6 试画出类氢离子23z d 和3d xy 轨道轮廓，并指出其节面数及形状。 2.7 计算Li

2+12002102200211211))ψψψψψψ=

+ψ=++ 所描述状态的能量E 、角动量L 平方的平均值

2.8 比较类氢离子波函数ψ2px 和ψ3px 图形的异同点。

2.9 试比较Li 原子，Li 2+离子6s 、5d 、4f 轨道能量顺序。

2.10已知氢原子2s 轨道波函数为 0

/222()r a s r a Ne

ψ--

试求其归一化波函数。

2.11 证明1l =的()lm θΘ函数相互正交。 2.12 试证明球谐函数Y 10、Y 21、Y 32是方程()()φθφθ?

,,lm lm mY Y i

=??

-的本征函数。 2.13 原子的5个d 轨道能量本来是简并的，但在外磁场的作用下，产生Zeeman 效应（能量分裂），试作图描述这种现象。

2.14 已知氢原子2p z 轨道波函数为θπψcos 2exp 241

302??

???-???? ??=

a r a r

a z p （1）计算2p z 轨道能量和轨道角动量；（2）计算电子离核的平均距离；（3）径向分布函数的极值位置。

2.15 类氢离子的1s 轨道为：???? ??-?

? ??=02

303

1exp )(a Zr a Z r s πψ，试求径向函数极大值离核距离，试问He ＋

与F 8+的极大值位置。

2.16 证明类氢离子的电子离核的平均距离为()????

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

211211n l l Z

a n r 2.17 写出Li 2＋

离子的Schr?dinger 方程，说明各项的意义，并写出Li 2＋

离子1s 态的波函数（1）计算径向分布函数最大值离核距离；（2）计算1s 电子离核的平均距离；（3）比较2s 与2p 态能量高低。

2.18 画出4f 轨道的轮廓图, 并指出节面的个数与形状.

2.19 写出Be 原子的Schr?dinger 方程，计算其激发态2s 12p 1的轨道角动量与磁矩。 2.20 试用计算说明Rb 原子第37个电子应填充在5s 轨道, 而不是4d 或4f 轨道. 2.21 根据Slater 规则, 计算P 原子3s 和3p 轨道能量。

2.22 简要说明Li 原子1s 22s 1态1s 22p 1与态能量相差很大（14904cm -1），而Li 2+的2s 1与2p 1态几近简并（只

差2.4cm -1）的理由。

2.23 根据Slater 规则，求Ca 原子的第一、二电离能。 2.24 计算Ti 原子第一、二电离能。

2.25 给出O 原子在下列情况下的光谱项，并排出能量高低（1）只考虑电子相互作用（2）考虑自旋－轨道相互作用（3）外磁场存在情况

2.26 已知N 原子的电子组态为1s 22s 22p 3 （1）叙述其电子云分布特点；

（2）写出N 的基态光谱项与光谱支项；（3）写出激发态2p 23s 1的全部光谱项。

2.27 已知C 原子与O 原子电子组态分别为1s 22s 22p 2与1s 22s 22p 4，试用推导证明两种电子组态具有相同的

光谱项，但具有不同的光谱支项，简要说明原因。

2.28 写出下列原子的基态光谱项与光谱支项：Al 、S 、K 、Ti 、Mn 。

2.29 写出下列序号原子的基态电子组态、基态光谱项与基态光谱支项：14，25，29，40。 2.30 写出下列原子激发态的光谱项：

C[1s 22s 22p 13p 1] Mg[1s 22s 22p 63s 13p 1] Ti[1s 22s 22p 63s 23p 63d 34s 1]

2.31 基态Ni 原子可能的电子组态为[Ar]3d 84s 2或[Ar]3d 94s 1。由光谱实验测定能量最低的光谱项为3F 4，试

判断其属于哪种组态。

2.32 证明Uns ?ld 定理：对于给定的l 值，所有m 值的概率分布函数之和是一个常数

(,)(,)l

lm lm m Y

Y θφθφ=-=∑常数

习题3

3.1 寻找下列生活用品中所含的对称元素：剪刀、眼镜、铅笔（削过与未削）、书本、方桌。 3.2 CO 和CO 2都是直线型分子，试写出这两个分子各自的对称元素。 3.3 分别写出顺式和反式丁二稀分子的对称元素。

3.4 指出下列几何构型所含的对称元素，并确定其所属对称点群：

（1）菱形 (2) 蝶形 (3)三棱柱 (4) 四角锥 (5) 圆柱体 (6) 五棱台

3.5 H 2O 属C 2v 点群，有4个对称元素：E 、C 2、v σ、v

σ'，试写出C 2v 点群的乘法表。 3.6 BF 3为平面三角形分子，属D 3h 点群，请写出其12个对称元素，并将其分为6类。 3.7 二氯乙烯属C 2h 点群，有4个对称元素：E 、C 2、h σ、i ，试造出C 2h 点群的乘法表。 3.8 判断下列分子所属的点群：苯、对二氯苯、间二氯苯、氯苯、萘。

3.9 指出下列分子中的对称元素及其所属点群：

SO 2（V 型）、P 4（四面体）、PCl 5（三角双锥）、S 6（船型）、S 8（冠状）、Cl 2。 3.10 指出下列有机分子所属的对称点群：

① ② ③ ④ ⑤

3.11 对下列各点群加入或减少某些元素可得到什么群？

① C 3+i ② C 3+σh ③ T+i ④ D 3d －i ⑤ D 4h －σh

3.12 试用对称操作的表示矩阵证明：

⑴i z c xy =σ)(12

⑵)()()(1

21212z c y c x c = ⑶)(12z c xz yz =σσ

3.13判断下列说法是否正确,并说明理由： (1). 凡是八面体配合物一定属于O h 点群

(2). 异核双原子分子一定没有对称中心 (3) 凡是四面体构型分子一定属于T d 点群

(4). 在分子点群中，对称性最低的是C 1,对称性最高的是O h 群

3.14 CoCl 63＋

是八面体构型的分子，假设两个配位为F 原子取代，形成CoCl 4F 2分子，可能属于什么对称点

群？

3.15 假定CuCl 42-对称性为T d ，当出现下列情况时，对称点群如何变化？（1）Cu-Cl(1)键缩短

（2）Cu-Cl （1），Cu-Cl （2）缩短同样长度（3）Cu-Cl （1），Cu-Cl （2）缩短不同长度

（4）Cl （1）—Cl （2），Cl （3）—Cl （4）间距同样缩短

3.16 考虑通式为MCl P Br 6-P 的八面体配合物，当P=0，1，2，3 时，对称性属何种点群？ 3.17 环丁烷具有D 4h 对称，当被X 或Y 取代后的环丁烷属什么对称点群？

① ② ③ ④

⑤ ⑥ ⑦ ⑧

3.18 找出下列分子对称性最高的点群及其可能的子群：

①C60②二茂铁（交错型）③甲烷

3.19 根据偶极矩数据，推测分子立体构型及其点群：

①C3O2(μ＝0) ②H-O-O-H (μ＝6.9×10-30C·m)

③H2N-NH2(μ＝6.14×10-30C·m) ④F2O (μ＝0.9×10-30C·m)

⑤N≡C－C≡N (μ＝0)

3.20 已知连接苯环上C－Cl键矩为5.17×10-30C·m，C－CH3键矩为-1.34×10-30C·m，试推算邻位、间

位、对位C6H4ClCH3的偶极矩（实验值分别为4.15×10-30、5.49×10-30、6.34×10-30C·m）

3.22 指出下列分子所属的点群，并判断其有无偶极矩、旋光性

①②IF5

③环己烷（船式和椅式）④SO42－（四面体）

⑤（平面）⑥

⑦XeOF4（四方锥）⑧

3.23已知C6H5Cl 和C6H5NO2偶极矩分别为1.55D 和3.95D, 试计算下列化合物的偶极矩:

(1) 邻二氯苯(2) 间二硝基苯(3) 对硝基氯苯(4) 间硝基氯苯(5) 三硝基苯

3.24 已知立方烷C8H8为立方体构型，若2个H、3个H分别为Cl取代：

①列出可形成的C8H6Cl2、C8H5Cl3可能的构型与所属的点群；

②判别这些构型有无偶极矩、旋光性。

3.25.下列分子具有偶极矩，而不属于C nv群的是

①H2O2 ②NH3③CH2Cl2④H2C=CH2

3.26.下列各组分子或离子中，有极性但无旋光性是

①N3－②I3－③O3

3.27. 由下列分子的偶极矩数据，推测分子的立体构型及所属的点群

⑴CS2μ=0 ⑷N2O μ=0.166D

⑵SO2μ=1.62D ⑸O2N－NO2μ=0

⑶PCl5μ=0 ⑹H2N－NH2μ=1.84D

3.28. 将分子或离子按下类条件归类：

CH 3CH 3，NO 2+, (NH 2)2CO,C 60,丁三烯，B(OH)3,CH 4,乳酸 ⑴既有极性又有旋光性 ⑵既无极性又无旋光性 ⑶无极性但有旋光性 ⑷有极性但无旋光性

3.29 甲醚∠C-O-C 角度为110?，偶极距为

4.31?10-30C ?m ，环乙烷∠C-O-C 角度为61?，求其偶极距。 3.30 甲苯偶极距为 0.4D ，估算二甲苯三种异构体的偶极距。 3.31 对D 6点群求出各表示的直积，并确定组成它们的不可约表示 A 1×A 2， A 1×B 1， B 1×B 2， E 1×E 2

分子属D 2h 点群，试写π电子组成的可约表示，并将其化成不可约表示的直和。

3.32

习题4

4-1 比较价键理论与分子轨道理论处理H 2体系的异同点。

4.2. 对H 2+体系，根据极值条件：01=??c ε，02=??c ε以及bb

ab aa bb

ab aa

S c S c c S c H c H c c H c 2

2212122212122++++=ε导出 0)()(21=-+-ab ab aa aa ES H c ES H c

0)()(21=-+-bb bb ab ab ES H c ES H c

4.3、比较O 2+、O 2 、O 2－

、O 22－

的键长及磁性，并按顺序排列。

4.4. 按分子轨道理论说明Cl 2的化学键比Cl 2+强还是弱？为什么？

4-5 根据N 2+、N 2、N 2- 的电子组态，预测各体系N-N 键长度，并比较它们的稳定性。 4.6、用两种分子轨道记号写出O 2的分子轨道，并画出轨道能级图。 4-7、CF 和CF +哪一个的键长短些？

4.8、画出CN －

的分子轨道能级示意图，写出基态的电子组态，计算键级及不成对电子数。 4.9、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.

4.10、下列AB 型分子： NO 、O 2 、C 2 、CN 、CO 哪几个是得电子变为AB －

后比原来中性分子能量低，

哪几个是失电子变为AB +后比原来中性分子能量低？ 4.11、OH 分子已在星际空间发现

1）试按分子轨道理论只用氧原子2p 轨道和氢原子的1s 轨道叠加，写出其电子组态。 2）在哪个分子轨道中有不成对电子？

3）此轨道是由氧和氢的原子轨道叠加形成，还是基本上定域于某个原子上？

4）已知OH 的第一电离能为13.2eV 、HF 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？

4.12、对于H 2+或其它同核双原子分子，采用a A b B c c Φ+Φ为分子轨道时，且B ΦΦ、A 均为1s 或2s 轨道，

仅仅通过变分计算而不求助于对称性原理，你能推出a b c c =±吗？

4.13、以Z 轴为键轴，按对称性匹配原则，下列各对原子轨道能否组成分子轨道，若能形成写出分子轨道

的类型。

① s d z2 ② xy d xy d ③ yz d yz d ④ s xy d 4.14、下列分子可能具有单电子π键的是

① N 2+ ② C 2－

③ B 2+ ④ O 2－

4.15、比较下列分子磁矩，并按大小顺序排列： Li 2 C 2 C 2+ B 2 4.16、Br 2分子的最低空轨道（LUMO ）是 ①

*4Z

p σ ②

π ③*

4p x π ④

z p

4σ

4.17、CO 的键长为112.9pm ，CO +的键长为111.5pm ，试解释其原因。 4.18、试从双原子分子轨道的能级解释：

⑴N 2的键能比N 2+大，而O 2的小。

⑵NO 的键能比NO +的小及它们磁性的差别。

4.19、试从MO 理论写出双原子分子OF 、OF －

、OF +的电子构型，求它们的键级，并解释它们的键长、键

能和磁性的变化规律。

4.20、现有4S ，4P x ，4P y ，23z d ，223x y d -，xy d 3，xz d 3，yz d 3等9个原子轨道，若规定Z 轴为键轴方

向，则它们之间（包括自身间）可能组成哪些分子轨道？各是何种分子轨道。

4.21、请写出Cl 2、O 2+和CN －

基态时价层的分子轨道表达式，并说明是顺磁性还是反磁性。

4.22、HF 分子以何种键结合？写出这种键的完全波函数。 4-23、分别用MO 与VB 方法分析CO 、BN 、NO 的化学键。

4-24、实验测定卤素分子及负离子的平衡键距、振动波数与解离能为：

r e (pm)

?(cm -1) De(eV) F 2 1.411 916.6 1.60 F 2-

1.900

450.0

1.31

试从分子的电子组态说明这些数据

4.25若AB 型分子的原子A 和B 的库仑积分分别为H AA 和H BB ，且H AA >H BB, 并设S AB ~0（即忽略去S AB ）

试证明成键的MO 的能级和反键的MO 的能级分别为： 2

BB AA

H E H H H +-成＝

2AB

AA BB H E H H H +

-反＝

4.26、试写出在价键理论中描述H 2运动状态的符合Pauli 原理的波函数，并区分单态和三重态。

4-27、H 2+

成键轨道能量曲线可用下式表示： 2

12014H V V e E E S R

πε+=-+

+，其中V 1是一核电子中心与另一核电荷间的吸引能，V 2是核与电荷重叠密度间的吸引能，根据下表数据画出分子成键轨道势能曲线，

Eh=27.3eV , a0=52.9pm, E H =-1/2Eh

4-28 上题数据也可用来计算反键轨道势能曲线，2

12014H V V e E E S R

πε-=-+

习题5

5.1试写出sp 3杂化轨道的表达形式。

5.2.从原子轨道s φ和x p φ的正交性，证明两个sp 杂化轨道相互正交。

1x s p h 2x s p h

5.3写出下列分子或离子中，中心原子所采用的杂化轨道：

CS 2，NO 2+，NO 3－

，CO 32－

，BF 3，CBr 4，PF 4+，IF 6+

5.4.试求等性d 2sp 3杂化轨道的波函数形式。

5.5 试用杂化轨道理论说明NO ，NO 2，N 2O 的化学键。

5.6 实验测定水分子的∠HOH 为104.5?, 试计算O-H 键与孤对电子杂化轨道中s 、p 轨道的成分。 5.7 用价电子对互斥理论解释下列分子夹角变化（1）NH 3(107.3?), PH 3(93.3?) , AsH 3(91.8?);

(2) H 2O(104.5?), H 2S(92.2?), H 2Se(91.0?), H 2Te(89.5?).

5.8.使用VSEPR 模型，对下面给出某些N 和P 的氢化物和氟化物的键角做出解释

NH 3 107○

NF 3 102○

PH 3

94○

PF 3

104○

5.9.依VSEPR 理论预测SCl 3+和ICl 4－

的几何构型，给出各自情况下中心原子的氧化态和杂化方式。 5.10.对下列分子和离子CO 2，NO 2+，NO 2，NO 2－

，SO 2，ClO 2，O 3等，判断它们的形状，指出中性分子的

极性，指出每个分子和离子的不成对电子数。

5.11.利用价电子对互斥理论说明A s H 3, ClF 3, SO 3, SO 32－

,CH 3+,CH 3－

,ICl 3等分子和离子的几何形状，说明那

些分子有偶极矩。

5.12.对于极性分子AB ，如果分子轨道中的一个电子有90％的时间在A 的原子轨道A φ上，10％的时间在

B 的原子轨道B φ上，试描述该分子轨道波函数的形式（此处不考虑原子轨道的重叠） 5.13.用杂化轨道理论讨论下列分子的几何构型：

C 2H 2，BF 3，NF 3，C 6H 6，SO 3

5.14.讨论下列分子和离子中的化学键及几何构型：

CO 2，H 2S ，PCl 3，CO 32－

，NO 3－

，SO 42－

5.15判断下列分子是否形成大π 键，若有请写出m n ∏：CH ≡C-CH 2-CH 3, C 6H 6-CH=CH 2, C 6H 5Cl , CH 2=C=O , NO 2

——

5.1

6.比较ROH ，C 6H 5OH ，RCOOH 的酸性，并说明其理由。 5.17试比较CO ，R-COH ，CO 2碳氧间键长的大小，为什么？

5.18.环己烷—1，4二酮有五种可能构象：椅式，两种船式，两种扭转式（对称性一高一低）。请画出这五种构象，并确定它们所属的点群。

5.19.XeO n F m 化合物是稳定的（n ，m=1，2，3…），请用VSEPR 模型，推导所有具有这一通式的化合物结

构。

5.20大部分五配位化合物采用三角双锥或四方锥结构，请解释：

(1)当中心原子为主族元素时，在三角双锥结构中轴向键比水平键长，而在四方锥中则相反。

(2)当中心原子为过渡金属时，如四方锥[Ni （CN ）5]3-中，轴向Ni —C 键217pm ，水平187pm ；而在三角双锥 [CuCl 5]3-中，轴向键Cu —Cl 230pm ，水平键239pm 。 5.21 根据H ?ckel 近似，写出下列分子π 电子分子轨道久期行列式：

● ?

5.22.写出下列各分子的休克尔行列式：

⑴ CH 2=CH 2 ⑵ 2

2H C CH CH -- ⑶ C 6H 6 5.23 用HMO 处理环丙烯自由基，计算π 电子能量与轨道。

5.24.用HMO 或先定系数法求出戊二烯基阴离子π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.25.用HMO 或先定系数法求出C 6H 6π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.26试求苯胺分子的π 电子分子图。

5.27 富烯

3个能量较低的π 轨道是：

1123645

0.2470.5230.429()0.385()

ψ??????=+++++ 21245

0.5()ψ????=+

33645

0.602()0.372()

ψ????=-+- 计算各个C 原子的电荷密度和C 原子间的π 电子键级。

5.28.试用前线轨道理论说明乙烯在光照的条件下，发生二聚反应生成环丁烷的机理。 5.29.试用前线轨道理论说明反应：Br CH Br CH Br H C 22242-?→?+不可能是基元反应。 5.30.试用轨道对称守恒原理讨论己三烯环合反应对热与光的选择性.

5.31.二硫二氮（S 2N 2）是聚合有机金属的前驱体，低温X 射线分析指出S 2N 2是平面正方形结构（D 2h ）假设该结构由S 、N 作sp 2杂化形成σ键，N 的2p 轨道与S 的一个3p 、一个3d 轨道形成π键。 (1)试描述S 4N 2可能的成键情况（S 4N 2为平面结构） (2)比较S 4N 2中2个不同S —N 键与S 2N 2中SN 键长度。

5.32 等mol 对苯醌与氢醌溶液混合，可制得醌氢醌，以前认为是氢键把两个分子结合在一起，但氢醌醚或六甲基苯代替氢醌，也能形成类似化合物，试讨论其化学键。

习题6

6.1.写出B 2H 6和B 3H 9的styx 数, 画出相应的结构图,并指出s, t, y, x 字母的含义. 6.2.导出B 4H 10可能的styx 数, 并写出对应的结构图. 6.3.根据式(6-11)求出B 5H 11, B 6H 10 可能的异构体数目.

6.4 试用 Wade （N+1）规则分析封闭硼笼(BH)n 2-（n=5，6，12）的成键情况

6.5.[C O (NH 3)6]2+是高自旋配合物，但在空气中易氧化成三价钴络合物[C O (NH 3)6]3+,变成低自旋络合物，试用价键理论或晶体场理论来解释，看哪种比较合理。

6.6.对于电子组态为d 4的八面体过渡金属离子配合物，试计算： ⑴分别处在高、低自旋基态时的能量；

⑵当高、低自旋构型具有相同能量时，电子成对能P 和晶体场分裂能10Dq 的关系。

6.7. 配合物[C O (NH 3)4Cl 2]只有两种异构体，若此络合物为正六边型构型有几种异构体？若为三角柱型时，又有几种异构体？那么到底应是什么构型？

6.8.将C 2H 6和C 2H 4通过AgNO 3溶液，能否将它们分开？如果能分开，简要说明微观作用机理。 6.9.在八面体配合物中心原子d x2-y2和d xy 轨道哪个能量高？试用分子轨道理论说明其原因。 6.10.卤素离子，NH 3，CN -配位场强弱次序怎样？试从分子轨道理论说明其原因。

6.11 .硅胶干燥剂中常加入C O Cl2(蓝色)，吸水后变为粉红色，试用配位场理论解释其原因。

6.12. 试画出三方柱型配合物MA4B2的全部几何异构体。

6.13. 判断下列络离子是高自旋还是低自旋，画出d电子的排布方式，说明络离子的磁性，计算晶体稳定

化能。

Mn(H2O)62+，Fe(CN)64-，C O(NH3)63+，FeF63-

6.14. 作图示出[PtCl3(C2H4)]+离子中Pt2+和C2H4间的化学键的轨道叠加情况并回答：

⑴Pt2+和C2H4间化学键对C-C键强度的影响。

⑵[PtCl3(C2H4)]－是否符合18电子规律？解释其原因。

6.15. 解释为什么大多数Zn２＋的络合物都是无色的？

6.16. 试画出N2和CO与过渡金属配合物的成键轨道图形。

6.1

7. 作图给出下列每种配位离子可能出现的异构体

⑴[Co(en)2Cl2] +

⑵[Co(en)2(NH3)Cl] 2+

⑶[Co(en)(NH3)2Cl2] +

6.18. 许多Cu2+的配位化合物为平面四方型结构，试写出Cu2+的d轨道能级排布及电子组态。

6.19. [Ni(CN)4]2-是正方形的反磁性分子，[NiCl4]2-是顺磁性离子（四面体型），试用价键理论或晶体场理论

解释之。

6.20.金属团簇M5(M=Li, Na, K)有21种异构体, 试画出它们的拓扑结构.

6.21 计算下列各团簇的价电子数, 并预测它们的几何构型:

Sn44-, Sn3Bi2, Sn3Bi3+, Sn5Bi4

6.22.试用12个五边形和8个六边形构成C36笼的结构.

6.23 单壁碳纳米管有几种结构，各自导电性如何？若半径增大导电性将如何变化？

6.24. Ni(CO)4是个毒性很大的化合物

⑴试根据所学的知识说明其几何构型；

⑵用晶体场理论描述基态的电子状态；

⑶能否观察到d-d跃迁谱线？为什么？

6.25. 写出羰基化合物Fe2(CO)6(μ2-CO)3的结构式，说明它是否符合18电子规则。已知端接羰基的红外伸

缩振动波数为1850－2125cm-1，而桥式羰基的振动波数为1700－1860cm-1，试解释原因。

6.26 用18电子规则(电子计数法)推测下列分子的几何结构:

(1)V2(CO)12(2) Cr2(CO)4Cp2(3) [ Mo6(μ3-Cl)8Cl6]2-(4) [Rh6C(CO)15]2-

6.2

7. 水和乙醚的表面能分别为72.8和17.1×10-7J﹒cm-2, 试解释两者存在如此大差异的原因.

6.28. 20°C的邻位和对位硝基苯酚, 在水中与苯中的溶解度之比分别为0.39和1.93, 试用氢键说明差异原

因.

6.29实验测定水杨酸（羟基苯甲酸）邻位、间位、对位异构体的熔点分别为159?C, 201.3?C, 213?C, 试用

氢键解释。

6.30.尖晶石的化学组成可表示为AB2O4,氧离子紧密堆积构成四面体孔隙和八面体孔隙，当金属离子A占

据四面体孔隙时，称为正常的尖晶石；而A占据八面体孔隙时，称为反式尖晶石，试从配位场稳定化能计算结果说明NiAl2O4是何种尖晶石结构。

6.31醋酸甲酯（沸点5

7.1?C）和甲醇(沸点64.7?C)是共沸物不易分离，工业上采取加水萃取蒸馏，试解释。

6.32 乙醇和二甲醚为同分异构体，但乙醇的沸点是78?C，汽化热是42.8KJ/mol，二甲醚的沸点是-24?C，

汽化热是18.9KJ/mol，试从化学键来说明它们的差异。

习题7

7.1、判断下列点是否组成点阵？

7.2、试从右边图形中选出点阵结构。

7.3、从下面点阵结构标出晶面指标（100），（210），（120），（230），（010），每组面用`3条平行相邻直线表示。

7.4、晶轴截距为（1）2a ，2b ，c (2)2a ，-3b ，2c （3）a ，b ，-c 的晶面指标是什么？ 7.5、画出一个正交晶胞，并标出（100），（010），（001），（011）和（111）面。 7.6、一立方晶胞边长为432 pm ，试求其（111），（211）和（100）晶面间距。

7.7、试证明在正交晶系，晶面间距hkl d 计算公式为22222212

()hkl d h a k b l c =++

在立方晶系上式简化为： 22212

()

hkl a

d h k l =

++ 7.8 已知Cu 为立方晶系，晶胞参数a=361pm ，计算（300）、（211）晶面间距。 7.9 立方晶系晶面交角公式为

2c o s )

θ-= 式中（h 1,k 1,l 1），(h 2,k 2,l 2)为两晶面指标。

黄铁矿（FeS 2）为立方晶系，计算下列晶面两两间夹角：（100），（010），（110），（210）。 7.10 试述七个晶系的特征对称元素及它们的晶胞类型。 7.11 证明晶体中只存在2，3，4，6旋转轴。

7.12、为什么14种Bravais 格子中有正交底心而无四方底心？ 7.13、为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵，请加以论述。 7.14 Ag 2O 属立方晶系，晶胞中分子数为2，原子分数坐标为： Ag 1/4,1/4,1/4; 3/4,3/4,1/4; 3/4,1/4,3/4; 1/4,3/4,3/4; O 0,0,0; 1/2,1/2,1/2.

若将Ag 放在原点，请重新标出原子分数坐标。

7.15、下面所给的是几个正交晶系晶体单位晶胞的情况。画出每种晶体的布拉威格子。（1）每种晶胞中有两个同种原子，其位置为（0,21,0）；（21,0, 2

）。（2）每种晶胞中有4个同种原子，其位置为

（0,0, z ）；（0,

21, z ）；（0, 21, 2

+ z ）；（0,0, 21+ z ）。

（3）每种晶胞中有4个同种原子，其位置为

（x,y, z ）；（x ,y , z ）；（

x +21, y -2

,z ）；（x -21,y +21 , z ）。

（4）每种晶胞中有两个A 原子和两个B 原子，A 原子位置为（21,0 ,0）；（0,21,21），B 原子位置为（0 ,0,2

）；

（

21,2

1,0）。 7.16、已知CaO 为立方晶系，晶胞参数为 a = 480 pm ，晶胞内有4个分子，试求CaO 晶体密度。 7.17、已知金刚石立方晶胞参数 a = 356.7 pm ，写出其中碳原子的分数坐标，并计算C-C 键键长和晶体密

度。

7.18、金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400 …… (1) 试问钨晶体属于什么点阵形式？

(2) X 射线波长为154.4pm, 220衍射角为43.6°,计算晶胞参数.

7.19、CaS 晶体（密度为2.58g/cm 3）已由粉末法证明晶体为立方面心点阵，试问以下哪些衍射指标是允许的

（1） 100，110，111，200，210，211，220，222？（2）计算晶胞边长。

（3）若用CuK α辐射（λ= 154.18 pm ），计算最小可观测Bragg 角。

7.20、四氟化锡（SnF 4）晶体属四方晶系（空间群I 4/mmm ），a = 404 pm ，c = 793 pm ，晶胞中有2个分子，原子各占据以下位置：Sn (0,0,0；1/2,1/2,1/2)， F(0,1/2,0；1/2,0,0；0,0,0.237；0,0,0.237)。（1）确定晶体点阵形式并画出晶胞简图；（2）计算Sn-F 最近距离以及Sn 的配位数。

7.21、试用结构因子论证：具有面心点阵晶体，衍射指标h 、k 、l 奇偶混杂时，衍射强度为零。 7.22、论证具有体心点阵的晶体，衍射指标 h + k + l = 奇数时，结构振幅0=hkl F 。

7.23 NaCl 晶体属立方面心点阵，衍射指标h 、k 、l 全奇时，衍射强度较弱，全偶时衍射强度较弱，试用结构因子证明。

7.24 在体心立方晶胞中有四个两两相同的原子，它们的原子分数坐标分别为(0,0,0), (x,y,z); (1/2,1/2,1/2), (x+1/2, y+1/2, z+1/2), 计算结构因子并讨论系统消光规律。

7.25、硅的晶体结构与金刚石同属A 4，用X 射线衍射测的晶胞参数a = 543.089 pm ，密度测定为2.3283 g/cm 3，计算Si 的原子量。

7.26、在直径为57.3 mm 的照相机中，用Cu 靶αK 射线拍摄金属铜的粉末图，根据图上得到的八对粉末线的2L 值，试计算下表各栏数值，求出晶胞参数，确定晶体的点阵形式。

7.27、用X射线测得某正交硫晶体（S8）晶胞参数为：a = 1048 pm，b = 1292 pm，c = 2455 pm，密度为

2.07g/cm3，S的相对原子质量为32.0

（1）计算晶胞中S8分子数目；

（2）计算224衍射线的Bragg角θ。

7.28 甲基尿素CH3?NHCONH2（正交晶系）只在下列衍射中出现系统消光：

h00中h=奇，0k0中k=奇，00l中l=奇。根据表7-4确定该晶体点阵形式，判断有无滑移面与螺旋轴存在。

7-29 NiSO4属正交晶系，晶胞参数为a=634pm, b=784pm, c=516pm, 粗略测定晶体密度约3.9gcm-3, 试确定晶胞中分子个数并计算晶体准确密度。

7.30、四硼酸二钠的一种晶型属单斜晶系，晶胞参数：a= 1185.8 pm，b = 1067.4 pm，c = 1219.7 pm，β。测得其密度为1.713g/cm3。该晶体是否含水？若含水，其结晶水个数为多少？

106'

7.31. 萘晶体属单斜晶系, 晶胞内有2个分子, 晶胞参数为a:b:c=1.377: 1: 1.436, β=122°49′,比重1.152, 计算

晶胞大小.

7.32、核糖核酸酶-S蛋白质晶体，单胞体积为167nm3，胞中分子数为6，密度1.282g/cm3，若蛋白质在晶

体中占68%（质量），计算蛋白质相对分子量。

习题8

8.1 论证等径圆球的密置双层结构中，球数：八面体孔隙：四面体孔隙=2：1：2

8.2 半径为R的圆球堆积成A3结构，计算六方晶胞参数a和c。

8.3. 已知金属Ni为A1型结构，原子间最近接触距离为249.2pm试计算：

（1）Ni立方晶胞参数;

cm表示）;

（2）金属Ni 的密度（以g?3-

（3）画出(100),(110),(111)面上原子的排布方式。

8.4. 已知金属钛为六方最密堆积结构，金属钛原子半径为146pm，试计算理想的六方晶胞参数。

8.5. 证明A3型六方最密堆积的空间利用率为74.05%。

8.6. 计算A2型体心立方密堆积的空间利用率。

8.7. Al为立方晶胞, 晶胞参数a=404.2pm, 用CuKα辐射(λ=154.16pm)观察到以下衍射:

111,200,311,222,400,331,420,333和511

(1) 判断晶胞点阵形式；

(2)计算(110), (200)晶面间距； (3)计算参照基矢(λ*)的倒易晶格大小。

X 射线的波长各为

（αCuK ）λ = 1.542

A ，（1αC u K

）λ

= 1.541

A ，（2αC u K

）λ

= 1.544

A ，

试确定钽的晶系、点阵形式，对上述粉末线进行指标化并求出晶胞参数。

8.9. 试由结构因子公式证明铜晶体中hkl 奇偶混杂的衍射，其结构振幅0=hkl F ，hkl 全奇或全偶的结构振幅Cu

hkl f

F =。试问，后一结果是否意味在铜粉末图上出现的诸粉末线强度都一样，为什么？

8.10. α-Fe 为立方晶系，用Cu αK 射线（λ=154.18pm ）作粉末衍射，在h k l 类型衍射中，h+k+l=奇数的系统消光。

（1）衍射线经指标化后，选取222衍射线，θ=68.69°,试计算晶胞参数。

（2）已知α-Fe 的密度为7.87g.cm -3，Fe 的相对原子质量为55.85，问a-Fe 晶胞中有几个Fe 原子。（3）请画出α-Fe 晶胞的结构示意图，写出Fe 原子的分数坐标。

8.11金钢石密度为3.51?103kg/m 3, 若用波长为0.0712nm X 射线衍射，试求低角度前3条衍射线的Bragg 角。

8.12. 已知Ga 属正交晶系，其单位晶胞参数：a = 452.6pm ，b = 452.0pm ，c = 766.0pm ，分别用以下波长的X 光照射：αFeK 和αNiK ，αCuK ，求每种情况下大于80°的布拉格角的衍射线指标。

8.13. 金属钽属于体心立方结构，（231）晶面间距为133.5pm ，求金属钽的密度。

8.14. 金属锌的晶体结构是略微歪曲的六方密堆积，a = 266.4pm ，c = 494.5pm ，每个晶胞含两个原子，坐标为（0,0,0），（

31,32,2

），求原子间距。 8.15. 金属钠为体心立方结构，a = 429 pm ，计算：（1）Na 的原子半径；（2）金属钠的理论密度；（3）（110）面的间距。

8.16. Ni 是面心立方金属，晶胞参数a = 352.4 pm ，用Cr K α辐射（λ= 229.1 pm ）拍粉末图，列出可能出现的谱线的衍射指标及其衍射角（θ）的数值。

8.17. 灰锡为金刚石型结构，晶胞中包含8个Sn 原子，晶胞参数a = 648.9 pm 。（1）写出晶胞中8个Sn 原子的分数坐标；（2）算出Sn 的原子半径；

（3）灰锡的密度为5.75g ·cm -3，求Sn 的原子量；

（4）白锡属四方晶系，a = 583.2 pm ，c = 318.1 pm ，晶胞中含4个Sn 原子，通过计算说明由白锡转变为灰锡，体积是膨胀了，还是收缩了？

（5）白锡中Sn-Sn 间最短距离为302.2 pm ，试对比灰锡数据，估计哪一种锡的配位数高。 8.18. Cu 属立方面心晶系, 晶胞边长a=361pm, 若用波长154pm 的X 射线, (1) 预测粉末衍射最小3个衍射角 (2) 计算Cu 的密度.

8.19. CuSn 合金属NiAs 型结构，六方晶胞参数a=419.8pm,c=509.6pm ，晶胞中原子的分数坐标为：Cu: 0,0,0; 0,0,

21; Sn: 41,32,31; 4

,31,32 。。（1）计算Cu-Cu 间的最短距离；（2）Sn 原子按什么型式堆积？

（3）Cu 原子周围的原子围成什么多面体空隙？

8.20. 有一黄铜合金含Cu75% ，Zn25%（质量分数），晶体的密度为8.53

-?cm g ，晶体属立方面心点阵结构，晶胞中含4个原子，相对原子质量分别为：Cu 63.5 ,Zn 65.4 。（1）计算Cu 和Zn 所占原子百分数；（2）每个晶胞中含合金的质量；（3）晶胞体积多大？

（4）统计原子的原子半径多大？

8.21. AuCu 无序结构为立方晶系，晶胞参数a = 385 pm [如图a]，其有序结构为四方晶系[如图b]。若合金结构由(a)转变为(b)时，晶胞大小看作不变，请回答：

（1）无序结构的点阵型式和结构基元；

（2）有序结构的点阵型式、结构基元和原子分数坐标；（3）用波长 154 pm 的X 射线拍粉末图，计算上述两种结构可能

在粉末图中出现的衍射线的最小衍射角（θ）数值。

8-22 镨单晶属立方晶系，用波长154pmX 射线，在（100），（110）和（111）面的衍射线sin θ值为0.225, 0.316,

0.388 , 衍射观察到第6与第7衍射线间隔明显大于第5与第6间隔，试问该晶体是简单、体心还是

面心晶体？计算晶胞参数。

8-23 用波长154pm X射线，半径28.7mm照相机获得W(a)与Cu(b)的衍射图如下，计算两种晶胞体积与W、Cu的金属半径。

8.24 举例说明单晶与多晶的区别，晶态与非晶态的区别。

8.25 下列二元合金生成完全互熔的固熔体，试计算组成元素半径数据相差的百分比：

Mg-Cd, Ag-Cu, Cu-Au, Zr-Hf

8.26 下列体系不能生成完全互熔的固熔体，自查数据说明原因：

Li-Pb, Mg-Sn, Cu-Si, Cu-Sn

8.27 简述生铁、熟铁与钢的结构特征，并说明它们的性能差异。

8.28 试计算Pauling学派四面体密堆结构（图8-19）中32球（c）菱面三十面体与60球（d）三十二面的

空间利用率，并与A1、A2密堆积比较。

习题9

9-1，CaO、MgO、CaS均是NaCl型晶体。比较它们的晶格能大小，并说明理由。

9-2，试述下列常见晶体的点阵形式，晶胞中离子数目与堆砌形式：

（1）NaCl（岩盐）（2）立方ZnS（闪锌矿）（3）六方ZnS（纤锌矿）

（4）TiO2（金红石）（5）CsCl （6）CaF2（萤石）

（7）金刚石（8）石墨（9）冰

9-3，离子晶体中正离子填在负离子多面体空隙中，请计算在四面体，八面体空隙中正负离子半径比的临界值。

9-4，已知下列离子半径：Ca2+（99pm），Cs+（182pm），S2—（184pm），Br—（195pm），若立方晶系CaS 和CsBr晶体是典型离子晶体，请判断这两种晶体正负离子配位数，负离子堆砌方式，正离子所填的配位多面体型。

厦门大学结构化学习题集答案

附录8 习题选答习题1 1.2 600nm(红), 3.31×10-19J, 199KJ·mol-1 550nm(黄), 3.61×10-19J, 218KJ·mol-1 400nm(蓝), 4.97×10-19J, 299KJ·mol-1 200nm(紫), 9.93×10-19J, 598KJ·mol-1 1.3 6.51×10-34J·s 1.4 (1)100eV电子 12 2.6pm (2)10eV中子 9.03pm (3)1000m/sH原子0.399nm 1.5 子弹~10-35m, 电子~10-6m 1.6 Dx=1.226×10-11m<< 10-6m 1.8 (2),(4) 是线性厄米算符. 1.9 (1) exp(ikx)是本征函数, 本征值ik. (2), (4)不是. 1.10 1.12 , 本征值为±√B

1.13 1.16 当两算符可对易, 即两物理量可同时测定时,式子成立. 1.18 (1) (2) = l/2, (3)

=0 1.19 0.4l~0.6l间, 基态出现几率0.387,第一激发态出现几率0.049. 1.20 (1) 基态n x=n y=n z=1 非简并 (2) 第一激发态211, 121, 112 三重简并 (3) 第二激发态221, 122, 212 三重简并 1.23 λ=239nm. 习题2 2.1 (1) E0=-1 3.6eV, E1=-3.4eV. (2) =3a0/2 ,

=0 2.4 ψ1s波函数在r=a0, 2a0处比值为2.718 ψ2在r=a0, 2a0处比值为7.389. 2.6 3d z2 , 3d xy各有2个节面: 3d z2是2个圆锥节面, 3d xy是XZ,YZ面. 2.9 (1) 2p轨道能量为- 3.4eV 角动量为 (2) 离核平均距离为5a0. (3) 极大值位置为4a0.

结构化学基础习题及答案(结构化学总复习)

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----??===???

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

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)

结构化学习题答案

《结构化学》第三章习题 3001 H 2+的H ?= 212 - a r 1 - b r 1 +R 1，此种形式已采用了下列哪几种方法： ------------------------------ ( ) (A) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似 3002 分析 H 2+的交换积分(积分) H ab 为负值的根据。 3003 证明波函数 ()()() ()b a b a ψψψψψψS S s 1s 121u s 1s 121g 221221--=++= 是相互正交的。 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 3006 什么叫分子轨道？按量子力学基本原理做了哪些近似以后才有分子轨道的概念？这些近似的根据是什么？ 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 3009 试述由原子轨道有效地形成分子轨道的条件。 3010 在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道的位相相同。这种说法是否正确？ 3011 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 ij (B) (c ij )2

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 =?

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

2014至2016结构化学全国卷真题及答案解析

2014-2016年全国I 卷及全国Ⅱ卷结构化学及答案解析 1、（2016新课标I 卷）[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）锗（Ge ）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：（1）基态Ge 原子的核外电子排布式为[]Ar __________，有__________个未成对电子。（2）Ge 与C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、叁键，但Ge 原子之间难以形成双键或叁键，从原子结构角度分析，原因是。（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因。（4）2424Zn 、 Ge 、O 电负性由大至小的顺序是____________________。（5）Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为__________，微粒之间存在的作用力是__________。（6）晶胞有两个基本要素： ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为()000，，；B 为11022?? ???，，；C 为11022?? ???，，。则D 原子的坐标参数为。 ②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge 单晶的晶胞参数565.76pm a =，其密度为__________3g cm -?（列出计算式即可）。

【答案】（1）10223d 4s 4p ；2。（2）Ge 原子半径较大，难以形成稳定的π键，不易形成双键或叁键。（3）4GeCl 、4GeBr 、4GeI 的熔沸点依次上升。因为其组成和结构相似的物质，随分子量增大，范德华力增大，熔沸点上升。（4）O Ge Zn >>。（5）3sp ，共价键。（6）①111(,,)444；②231038736.0210(565.7610)-????。【解析】（1）锗位于硅的正下方，是(141832)+=号元素，核外电子排布为1022[Ar]3d 4s 4p 。（2）双键、叁键与单键中均有σ键，但只有双键和叁键中存在π键。锗难以形成双键或叁键，说明锗难以形成稳定的π键。这是因为Ge 原子半径较大，4p 形成肩并肩重叠较难。（3）由表中数据可知，三种物质熔沸点均不高，均为分子晶体，并且不存在氢键，因此熔沸点由范德华作用力的强弱决定。即熔沸点依次升高，是范德华力依次增强的结果，而对于组成和结构相似的物质而言，范德华力主要受分子量决定。分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高。（4）由三种元素在周期表的相对位置可知电负性相对强弱。（5）锗与金刚石结构相似，金刚石中碳原子是3sp 杂化，锗晶体中锗也是相同的杂化，原子间以共价键结合。（6）①将晶胞切成8个相同的小正方体后，D 是左下角小正方体的体心，因此原子坐标是111(,,)444 ； ②每个晶胞中含有8个锗原子，根据密度公式进行计算，注意换算单位： 323103 A A ()8(Ge)873() 6.0210(565.7610)M M N V N a -?ρ===???g g 晶胞晶胞 2、（2016新课标Ⅱ卷）【化学——选修物质结构与与性质】（15分）东晋《华阳国志?南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d 能级上的未成对的电子数为______。（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH 3)6]SO 4蓝色溶液。 ①[Ni(NH 3)6]SO 4中阴离子的立体构型是_____。 ②在[Ni(NH 3)6]2+中Ni 2+与NH 3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。

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