结构化学复习及答案
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结构化学复习题及答案一、选择题1. 原子轨道的波函数是关于原子核对称的,下列哪个轨道是关于z轴对称的?A. s轨道B. p轨道C. d轨道D. f轨道答案:A2. 根据分子轨道理论,下列哪个分子具有顺磁性?A. O2B. N2C. COD. NO答案:A3. 氢键通常影响分子的哪种性质?A. 熔点B. 沸点C. 密度D. 折射率答案:B二、填空题4. 原子轨道的电子云图是按照______概率密度绘制的。
答案:最高5. 根据价层电子对互斥理论,水分子H2O的几何构型是______。
答案:弯曲6. 一个分子的偶极矩为零,则该分子可能是______分子。
答案:非极性三、简答题7. 简述杂化轨道理论中sp^3杂化的特点。
答案:sp^3杂化是指一个原子的1个s轨道和3个p轨道混合形成4个等价的杂化轨道,这些杂化轨道的电子云呈四面体分布,通常用于描述四面体构型的分子,如甲烷。
8. 什么是分子轨道理论?它与价键理论的主要区别是什么?答案:分子轨道理论是一种化学理论,它将分子中的原子轨道组合成分子轨道来描述分子的电子结构。
与价键理论不同,分子轨道理论不假设电子成对形成共价键,而是将电子视为分布在整个分子空间中的分子轨道上的粒子。
分子轨道理论可以解释分子的磁性和电子的离域性,而价键理论则不能。
四、计算题9. 假设一个氢原子的电子从n=3的能级跃迁到n=2的能级,计算该过程中释放的光子能量。
答案:根据氢原子能级公式E_n = -13.6 eV / n^2,电子从n=3跃迁到n=2时释放的光子能量为ΔE = E_3 - E_2 = -13.6 eV / 3^2 - (-13.6 eV / 2^2) = 1.89 eV。
10. 计算一个CO分子的键能,已知C和O的电负性分别为2.55和3.44,CO的键长为1.128 Å。
答案:根据键能公式E = (χ1 - χ2)^2 / (4 * χ1 * χ2) * (1 - r / r0)^2,其中χ1和χ2分别是C和O的电负性,r是CO的键长,r0是C和O单键的标准键长1.43 Å。
第一章量子力学基础知识--要点1.1 微观粒子的运动特征光和微观实物粒子(电子、原子、分子、中子、质子等)都具有波动性和微粒性两重性质,即波粒二象性,其基本公式为:E=h5νP=h/λ其中能量E和动量P反映光和微粒的粒性,而频率ν和波长λ反映光和微粒的波性,它们之间通过Plank常数h联系起来。
h=6.626×10-34J.S。
实物微粒运动时产生物质波波长λ可由粒子的质量m和运动度ν按如下公式计算。
λ=h/mν量子化是指物质运动时,它的某些物理量数值的变化是不连续的,只能为某些特定的数值。
如微观体系的能量和角动量等物理量就是量子化的,能量的改变为E=hν的整数倍。
测不准关系可表示为:ΔX·ΔPx≥hΔX是物质位置不确定度,ΔPx为动量不确定度。
该关系是微观粒子波动性的必然结果,亦是宏观物体和微观物体的判别标准。
对于可以把h看作O的体系,表示可同时具有确定的坐标和动量,是可用牛顿力学描述的宏观物体,对于h不能看作O的微观粒子,没有同时确定的坐标和动量,需要用量子力学来处理。
1.2量子力学基本假设假设1:对于一个微观体系,它的状态和有关情况可用波函数ψ(x,y,z)来描述,在原子体系中ψ称为原子轨道,在分子体系中ψ称为分子轨道,ψ2d τ为空间某点附近体积元dτ中出现电子的几率,波函数ψ在空间的值可正、可负或为零,这种正负值正反映了微观体系的波动性。
ψ描述的是几率波,根据几率的性质ψ必须是单值、连续、平方可积的品优函数。
假设2. 对于微观体系的每一个可观测量,都有一个对应的线性自轭算符。
其中最重要的是体系的总能量算符(哈密顿算符)H假设3. 本征态、本征值和Schròdinger方程体系的力学量A的算符与波函数ψ若满足如下关系式中a为常数,则称该方程为本征方程,a为A的本征值,ψ为A的本征态。
Schr òdinger方程就是能量算符的本征值E和波函数ψ构成的本征方程:将某体系的实际势能算符写进方程中,通过边界条件解此微分方程和对品优波函数的要求,求得体系不同状态的波函数ψi以及相应的能量本征值Ei。
结构化学考试题库1第一部分量子力学基础与原子结构一、单项选择题(每小题1分)1.一维势箱解的量子化由来()①人为假定②求解微分方程的结果③由势能函数决定的④由微分方程的边界条件决定的。
答案:④2.下列算符哪个是线性算符()①exp ②▽2③sin④答案:②3.指出下列哪个是合格的波函数(粒子的运动空间为0+)()①sinx②e -x③1/(x-1)④f(x)=e x (0x 1);f(x)=1(x 1)答案:②4.基态氢原子径向分布函数D(r)~r 图表示()①几率随r 的变化②几率密度随r 的变化③单位厚度球壳内电子出现的几率随r 的变化④表示在给定方向角度上,波函数随r 的变化答案:③5.首先提出微观粒子的运动满足测不准原理的科学家是()①薛定谔②狄拉克③海森堡③波恩答案:③6.立方势箱中22810ma hE <时有多少种状态()①11②3③7④2答案:③7.立方势箱在22812ma h E ≤的能量范围内,能级数和状态数为()①5,20②6,6③5,11④6,17答案:③8.下列函数哪个是22dx d 的本征函数()①mxe②sin 2x ③x 2+y 2④(a-x)e -x答案:①9.立方势箱中2287ma h E <时有多少种状态()①11②3③4④2答案:③10.立方势箱中2289ma h E <时有多少种状态()①11②3③4④2答案:③11.已知xe 2是算符x P ˆ的本征函数,相应的本征值为()①ih2②i h 4③4ih ④ i h答案:④12.已知2e 2x 是算符x i ∂∂-的本征函数,相应的本征值为()①-2②-4i③-4ih④-ih/π答案:④13.下列条件不是品优函数必备条件的是()①连续②单值③归一④有限或平方可积答案:③14.下列函数中22dx d ,dx d的共同本征函数是()①coskx②xe-bx③e-ikx④2ikxe-答案:③215.对He +离子而言,实波函数||m nl ψ和复波函数nlm ψ,下列哪个结论不对()①函数表达式相同②E 相同③节面数相同④M 2相同答案:①16.氢原子基态电子几率密度最大的位置在r =()处①0②a 0③∞④2a 0答案:①17.类氢体系m43ψ的简并态有几个()①16②9③7④3答案:①18.对氢原子和类氢离子的量子数l ,下列叙述不正确的是()1l 的取值规定了m 的取值范围2它的取值与体系能量大小有关3它的最大取值由解R 方程决定4它的取值决定了轨道角动量M 的大小答案:②19.对He +离子实波函数py2ψ和复波函数121-ψ,下列结论哪个不对()①Mz 相同②E 相同③M 2相同④节面数相同答案:①20.对氢原子实波函数px2ψ和复波函数211ψ,下列哪个结论不对()①M 2相同②E 相同③节面数相同④Mz 相同答案:④21.He +体系321ψ的径向节面数为()①4②1③2④0答案:④22.Li 2+体系3p ψ的径向节面数为()①4②1③2④0答案:②23.类氢离子体系Ψ310的径向节面数为()①4②1③2④0答案:②24.若l =3,则物理量M z 有多少个取值()①2②3③5④7答案:④25.氢原子的第三激发态是几重简并的()①6②9③12④16答案:④26.由类氢离子薛定谔方程到R ,H ,Ф方程,未采用以下那种手段()①球极坐标变换②变量分离③核固定近似④线性变分法答案:④27.电子自旋是()①具有一种顺时针或逆时针的自转②具有一种类似地球自转的运动③具有一种非空间轨道运动的固有角动量④因实验无法测定,以上说法都不对。
高中结构化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 原子半径最大的元素是:A. 氢B. 氧B. 钠D. 氟2. 以下哪个元素的电子排布不是按照能量最低原理排列的?A. 氢B. 锂C. 氮D. 氧3. 化学键中,哪种键的性质是“头对头”的?A. 离子键B. 共价键C. 金属键D. 氢键4. 以下分子中,哪个是极性分子?A. CO2B. CH4C. H2OD. C2H45. 以下哪种化合物属于共价化合物?A. NaClC. H2OD. Fe6. 原子核外电子的排布遵循哪一条规则?A. 能量最低原理B. 泡利不相容原理C. 洪特规则D. 所有上述规则7. 以下哪种物质是离子晶体?A. 金刚石B. 石墨C. 食盐D. 干冰8. 以下哪种物质是金属晶体?A. 金刚石B. 石墨C. 铜D. 石英9. 以下哪种物质是分子晶体?A. 金刚石B. 石墨C. 铜D. 冰10. 以下哪种物质是原子晶体?A. 金刚石B. 石墨D. 冰答案:1. C 2. D 3. B 4. C 5. C 6. D 7. C 8. C 9. D 10. A二、填空题(每空1分,共10分)11. 原子中电子数等于________,质子数等于________。
12. 化学键的类型主要有________、________和金属键。
13. 根据分子的极性,分子可以分为________分子和极性分子。
14. 离子晶体是由________构成的,而金属晶体是由________构成的。
15. 原子晶体具有高硬度和高熔点的特性,这是因为它们具有________结构。
答案:11. 中子数,质子数 12. 离子键,共价键 13. 非极性 14. 离子,金属原子 15. 紧密排列的原子三、简答题(每题5分,共10分)16. 请简述什么是共价键,并给出一个例子。
17. 请解释什么是金属键,并说明金属晶体的一般特性。
答案:16. 共价键是由两个原子之间共享一对电子而形成的化学键。
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(02222______ ___。
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______。
习题5一、填空题1能量为100eV 的自由电子的德布罗依波波长为 cm 。
2、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。
3、He 原子的哈密顿算符为 4、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, 个角度节面。
5、氟原子的基态光谱项为6、与氢原子的基态能量相同的Li 2+的状态为二、计算题一维势箱基态lxl πψsin 2=,计算在2l 附近和势箱左端1/4区域内粒子出现的几率。
三、 简答题计算环烯丙基自由基的HMO 轨道能量。
写出HMO 行列式;求出轨道能级和离域能;比较它的阴离子和阳离子哪个键能大。
四、 简答题求六水合钴(钴2价)离子的磁矩(以玻尔磁子表示)、CFSE ,预测离子颜色,已知其紫外可见光谱在1075纳米有最大吸收,求分裂能(以波数表示)。
五、 简答题金属镍为A1型结构,原子间最近接触间距为2.482m 1010-⨯,计算它的晶胞参数和理论密度。
六、简答题3CaTiO 结晶是pm a 380=的立方单位晶胞,结晶密度4.103/cm g ,相对分子质量为135.98,求单位晶胞所含分子数,若设钛在立方单位晶胞的中心,写出各原子的分数坐标。
七、名词解释1、原子轨道;分子轨道;杂化轨道;2、电子填充三原则;杂化轨道三原则;LCAO-MO 三原则习题5参考答案 一、1.810225.1-⨯; 2.9; 3.()122221222212222ˆr e r e r e m H +--∇+∇-= 。
; 4.6.1391⨯-; 2;不确定;1;1。
;. 5.2/32P ;.6.3S ;3P ;3d ; 二、在2/l 的几率即几率密度=;22sin 2222l l l l l =⋅=⎪⎭⎫⎝⎛πψππππ21412sin241sin 24/024/0-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰l L lxl l l dx l x l P 三、βα21+=Eβα-==32E Eβ-=离域E , βπ2-=阴,E , βπ4-=阳,E ,可见阳离子键能大。
1001 首先提出能量量子化假定的科学家是:Planck 1002 光波粒二象性的关系式为E =h ν p =h /λ1003 德布罗意关系式为,mvh p h ==λ;宏观物体的λ值比微观物体的λ值 小 。
1004 在电子衍射实验中,│ψ│2对一个电子来说,代表 电子概率密度 。
1009 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 222λm h E = 1010 对一个运动速率v<<c 的自由粒子,有人作了如下推导 :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u , C 中用了λ= v /ν, 这就错了。
因为λ= u /ν。
又D 中E =h ν是粒子的总能量, E 中E =21mv 2仅为v <<c 时粒子的动能部分,两个能量是不等的。
所以 C, E 都错。
1011 测不准关系是∆x ·∆p x ≥ π2h ,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π2h 。
1015 写出一个合格的波函数所应具有的条件。
1016 “波函数平方有物理意义, 但波函数本身是没有物理意义的”。
对否. --------------( )1017 一组正交、归一的波函数ψ1, ψ2, ψ3,…。
正交性的数学表达式为 (a) ,归一性的表达式为 (b) 。
1018 │ψ (x 1, y 1, z 1, x 2, y 2, z 2)│2代表______________________。
1021 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1022 下列算符哪些可以对易------------------------------------------------------------------- ( )(A) x ˆ 和 y ˆ (B) x∂∂ 和y ∂∂ (C) p ˆx 和x ˆ (D) p ˆx 和y ˆ 1025 线性算符Rˆ具有下列性质 Rˆ(U + V ) = R ˆU +R ˆV R ˆ(cV ) = c R ˆV 式中c 为复函数, 下列算符中哪些是线性算符? ---------------------------------------( )(A) AˆU =λU ,λ=常数 (B) B ˆU =U * (C) C ˆU =U 2 (D) D ˆU = xU d d (E) E ˆU =1/U 1026 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_____。
结构化学试题及答案A.等于真实体系基态能量B.大于真实体系基态能量《结构化学》答案 C.不小于真实体系基态能量 D.小于真实体系基态能量一、填空(共30分,每空2分 ) 4、求解氢原子薛定谔方程,我们常采用下列哪些近似( B )。
1)核固定 2)以电子质量代替折合质量 3)变数分离 4)球极坐标 ,6,1、氢原子的态函数为,轨道能量为 - 1.51 eV ,轨道角动量为,3,2,1)2)3)4) A.1)3)B.1)2)C.1)4)D.1学号,轨道角动量在磁场方向的分量为。
5、下列分子中磁矩最大的是( D )。
: +2、(312)晶面在a、b、c轴上的截距分别为 1/3 , 1 ,1/2 。
B.C C.C D.B A.Li22223、NaCl晶体中负离子的堆积型式为 A1(或面心立方) ,正离子填入八面体的6、由一维势箱的薛定谔方程求解结果所得量子数n,下面论述正确的是( C ) 装A. 可取任一整数B.与势箱宽度一起决定节点数空隙中,CaF晶体中负离子的堆积型式为简单立方,正离子填入立方体的22姓空隙中。
C. 能量与n成正比 D.对应于可能的简并态名3: D4、多电子原子的一个光谱支项为,在此光谱支项所表征的状态中,原了的总轨道2,,,,,7、氢原子处于下列各状态:1) 2) 3) 4) 5) ,问哪22px3p3dxz3223dzz订6,角动量等于,原子的总自旋角动量等于 2, ,原子的总角动量等于,,2M些状态既是算符的本征函数又是算符的本征函数( C )。
Mz6,,在磁场中,此光谱支项分裂出5个塞曼能级。
系A.1)3) B.2)4) C.3)4)5) D.1)2)5) 别: 11线 8、下列光谱项不属于pd组态的是( C )1/22,r/2a0(3/4,)cos,(3/4,)cos,,(r,,,,)5、= ,若以对作图,(,,,)N(r/a)e2PZ01131 A. B. C. D. PDFS则该图是电子云角度图,也即表示了电子云在方向上单位立体角内的几率(,,,)9、下列对分子轨道概念叙述正确的是( B )。
第01节课 复习题一、经典物理学有几个组成部分?答:牛顿力学,经典电磁理论,经典热力学,经典统计物理学二、电磁辐射是一种波,都有其最小单位能量ε。
ε与电磁辐射的频率υ 是什么关系?1电子伏特(eV)的能量等同于多少焦耳(J)? 答:ε=υh ; 1 eV = 1.6022 × 10−19 J三、根据光子学说,光子的动量计算公式hp =λ是如何得来的?辐射频率为99.8MHz 和1.6 GHz 的光量子的动量是多少? 答:2ε=ν=h mc ,所以2ν=h m c ,因此,h hp mc c ν===λ辐射频率为99.8 MHz 和1.6 GHz 的光量子的动量分别为:346134181h h h 6.62610J s 99.810s p 2.20510J s m c /c 2.99910m s -----ν⨯⋅⨯⨯=====⨯⋅⋅λν⨯⋅ 349133181h h h 6.62610J s 1.610s p 3.53510J s m c /c 2.99910m s-----ν⨯⋅⨯⨯=====⨯⋅⋅λν⨯⋅ 四、Einstein 的光电效应公式是什么?其中每一项具有什么物理意义? 答:201h h mv 2ν=ν+,第一项是入射辐射光量子的能量,第二项是材料的电子脱出功,第三项是产生的光电子的动能。
五、以波长为540 nm 的光去照射一电子脱出功为J 10621.219-⨯的材料表面,计算被激发出的光生 电子的动能和运动速率。
解:因为 v 0E h h +ν=ν 所以,v e E W c h +=λs J 10626.634⋅⨯-m10540s m 10998.2918--⨯⋅⨯⨯=J 10621.219-⨯+ E v 所以,J 10621.2J 10679.3E 1919v --⨯-⨯=J 10058.119-⨯= 由于2v mv 21E =所以,153119v s m 10819.4kg10110.9J10058.12m E 2v ---⋅⨯=⨯⨯⨯== 六、Einstein 的光子学说的主要内容是什么? 答:1. 光是一束光子流,每一种频率的光的能量都有一个最小单位,称为光子,光子的能量与光子的频率成正比,即,h ε=ν2. 光子不但有能量,还有质量(m),但光子的静止质量为03. 光子具有一定的动量(p),其动量为p h /=λ4. 光的强度取决于单位体积内光子的数目,即,光子密度七、国际电工委员会规定,家用微波炉的微波频率统一使用2450 MHz ,而大型工业微波炉频率为915 MHz ,其波长是多少?如果把微波看作是粒子,其动量是多少? 答:2450 MHz 的辐射波长为:81612.99910m s c /0.122m 245010s --⨯⋅λ=ν==⨯ 915 MHz 的辐射波长为:81612.99910m s c /0.328m 91510s--⨯⋅λ=ν==⨯ 辐射频率为2450 MHz 的辐射量子的动量为:34331h 6.62610J s p 5.41310J s m 0.1224m---⨯⋅===⨯⋅⋅λ 辐射频率为915 MHz 的辐射量子的动量为:34331h 6.62610J sp 2.02110J s m 0.3278m---⨯⋅===⨯⋅⋅λ 八、黑龙江交通台的发射和接收频率为99.8 MHz (FM, 调频),那么其粒子的波长、波数和动量各是多少?波长为:81612.99910m s c /3.005m 99.810s --⨯⋅λ=ν==⨯ 波数为:1110.333m 3.005m-ν===λ 动量为:34341h 6.62610J sp 2.20510J s m 3.005m---⨯⋅===⨯⋅⋅λ九、镍金属的功函为5.0 eV, 计算镍金属的临阈频率和临阈波长。
Pauli原理:在一个原子中,没有两个电子完全相同的4个量子数。
即一个原子轨道最多只能排两个电子,而且这两个电子自旋方向必须相反。
这两种不同的自旋态通常用自旋函数α和β表示。
电子亲和能:气态原子获得一个电子成为一价负离子时所放出的能量称为电子亲和能,用Y 表示,即A(g)+e—→ A—(g) -△H = YLCAO—MO:对称允许:在能量相关图中,如果产物的每个成建轨道都只和反应物的成建轨道相关联,则反应的活化能低,易于反应,称作对称允许。
HOMO:分子中有一系列能级从低到高排列的分子轨道,电子只填充于其中能级较低的一部分,已填电子的能级最高轨道称为最高占据轨道HOMO。
光电效应:光照在金属表面上,使金属发射出电子的现象。
钻穿效应:电子避开其余电子的屏蔽,其电子云钻到近核区而感受到较大核电荷作用,使能量降低的效应。
共价键的饱和能:在形成共价键时,一个电子和另一个电子配对以后,就不能在和其他原子的电子配对了,这就是共价键的饱和能。
超共轭效应:指C-H等σ建轨道和相邻原子的π键轨道或其他轨道相互叠加,扩大σ电子的活动范围所产生的离域效应。
LuMo:分子中有一系列键能从低到高排列的分子轨道,电子只填充于其中能量较低的一部分,能量较低的空轨道称为最低空轨道LuMo。
1、立方箱中的能量范围内,能级数和状态数。
如≤12 的能级数为5,状态数为11有111,112,113,122,222。
所以能级数为5。
状态数即为简并度。
2、已知类氢波函数的各种图形,推测图形。
由Ψ2px→Ψ3px例:已知类氢波函数Ψ的各种图形,推测Ψ3px图形,下列说法错误的是( B )2pxA 角度部分的图形相同B 电子云图相同C 径向分布函数图不同D 界面图不同3、离子的3d和4s的能级次序3d和4s轨道能级高低随原子序数Z增加而出现交错;当Z≤7时,如H原子,3d轨道能级较低;当8≤Z≤20,如K原子,4S轨道能级较低,当Z≥21,如Sc原子,3d轨道能级较低。
4、通过变分法计算得到的微观系数的能量和真实体系基础能量。
答案C通过变分法计算得到的微观体系的基态能量,总是: ( D )A.等于基态真实能量B. 大于基态真实能量C. 不大于基态真实能量D. 不小于基态真实能量5、>>>6、由一维势箱的薛定谔方程求解结果所得的量子数n,下列叙述正确的是n=1,2,3…,n不能为0,因为n=0会使箱中Ψ值处处为0,失去意义。
n也不能为负值,因为n取负值会影响物理参数的表达,如节点数目等。
Ψ=0的点称为节点。
其数目为n-1,基态没有节点,当量子数n增加1时,节点数目也加1.例:由一维势箱的薛定谔方程求解结果所得量子数n,下面论述正确的是( C )A. 可取任一整数B.与势箱宽度一起决定节点数C. 能量与n2成正比D.对应于可能的简并态7、对氢原子和类氢离子的量子数l,下列叙述不正确的是l意义:1、决定了电子的原子轨道角动量的大小。
2、决定了轨道的磁矩。
l=0,1,2,3,…,n-1例:对氢原子和类氢离子的量子数l,下列叙述不正确的是( B )。
A l的取值规定m的取值范围B 它的取值与体系能量大小有关C 它的最大可能取值由解方程决定D 它的取值决定了|M| =)1l l(8、离子的6s,5d,4f轨道能级顺序为:6s,4f,5d9、下列对分子轨道概念叙述正确的是分子中每个电子都是在由各个原子核和其余电子组成的平均势场中运动,第i个电子的运动状态用波函数Ψi描述,Ψi称为分子中的单电子波函数,又称分子轨道。
例:下列对分子轨道概念叙述正确的是( B )。
A.描述单个电子在空间运动的状态函数B.分子中单个电子在空间运动的状态函数C.由同种原子轨道线性组合而成的新轨道D.分子中电子在空间运动的状态函数10、下列分子或离子中不是sp3杂化的是Sp3杂化,四面体型。
CH4,NH4+,ClO4-,SO42-,PO43-,SiO44-11、本征值和本证函数。
某一物理量A的算符Â作用于某一状态函数Ψ,等于某以常数a乘以Ψ,即a称为物理量算符Â的本征值,Ψ称为Â的本征值或本征函数。
12、原子轨道是原子中的单电子函数,每个原子轨道只能容纳 2 个电子13、氢原子的电子能级由量子数 n 决定,而锂原子的电子能级由量子数 l 决定。
14、SO3含有π46离域π键。
15、写出下列分子的中心原子的杂化方式及分子的几何构型。
如HgCl2 直线型 sp16、NO的电子组态为(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)3(2π)1键级数为 2.5 。
17、?元素的基态光谱支项符号为(1)Si 3P0 (2)Mn 6S2/5 (3)Br 2P3/2 (4)Nb 6D1/2 (5)Ni 3F418、线性算符P书10 例题19、基态氢原子在单位体积中的电子出现概率最大值在核附近,单位厚度的球壳体积中电子出现的概率最大值在 r=a0 附近。
20、已知Cr的原子序数为24,其核外电子排布:1s22s22p63s23p63d54s121、SO2中含有π34离域π键22、写出下列分子的中心原子杂化方式及分子的几何构型。
如:Ni(CN)42-中心原子杂化方式 dsp2或dp2s ,几何构型平面四方形。
23、Ψ2s2-r图,r=2a0处,这种函数为零的面称为节面,它的存在是微观粒具有的特殊表现。
24、Ni元素的基态光谱支项符号3F4Hund规则:①原子在同一组态时,S值最大者最稳定。
②S值相同时,L值最大者最稳定。
③一般的,L和S值相同时,电子少于半充满时,J值小,能量低;电子多于半充满时,J值大,能量低;电子等于半充满时,L=0,J=Sm s=1/2-1/2+1/2-1/2+1/2-1/2+1/2+1/2=1 S=1m l=2×2+1×2+0×2+(-1)×1+(-2)×1=3 L=3J=L+S,L+S-1,…,|L-S|=4,3,2所以Ni的最稳定光谱支项为3F41、受一定势能场束缚的离子的共同特征有那些?①粒子可以存在多种运动状态,他们可由φ1、φ2、…φn等来描述。
②能量量子化③存在零点能④没有经典运动轨道,只能概率分布。
⑤存在节点,节电多,能量高。
2、简述电离能的周期性变化规律同一周期:主族元素从IA到卤族,Z*增大,r减小,I增大。
其中IA的I1最小,稀有气体的I1最大。
长周期中部(过渡元素),电子依次加到次外层,Z*增加不多,r减小缓慢,I略有增加。
同一主族:从上到下,最外层电子数相同,Z*增加不多,r增加为主要因素,核对外层引力依次减弱,电子易失去,I依次变小。
3、4、试分析C6H5Cl的成键情况以及Cl的活泼性。
5、如何用Einstein光子说解释光电效应。
将频率为ν的光照射到金属上,当金属中的一个电子受到一个光子的作用时,产生光电效应,光子消失,并把它的能量传给电子。
电子吸收的能量,一部分用于克服金属对它的束缚力,其余部分则表现为电子的动能Array式中W是电子逸出金属所需要的最小能量,称为逸出功,它等于hν0;E K是电子的动能,等于mv2/2,上式解释了光电效应实验的全部结果:当hν<W 时,光子没有足够的能量使电子逸出金属,不发生光电效应;当hν=W 时,这时的频率是产生光电效应的临阈频率(ν0) ;当hν>W 时,从金属中发射的电子具有一定的动能,它随ν的增加而增加,与光强无关。
但增加光的强度可增加光束中单位体积内的光子数,因此增加发射电子的数目。
6、简述电子亲和能的周期性变化规律。
同一周期:从左到右,Z*增大,r减小,最外层电子数依次增多,趋向于结合电子形成8电子结构,A负值增大,卤素A呈现最大值,A为正值,稀有气体A最大正值。
同一主族:从上到下,规律不明显,大部分A负值变小。
Cl电子亲和能最小,N的电子亲和能是P区中除稀有气体外唯一的正值。
7、写出NO分子的价电子组态,键级数,不成对电子数,磁性。
价电子组态(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)3(2π)1键级数:2.5 不成对电子数: 1 磁性:顺磁性8、分析(C6H5)3CCl分子的成键情况,并说明Cl的活泼性。
91011计算题1、2、计算C原子的2P电子屏蔽常数和2P电子的原子轨道能。
C原子基态电子组态:1S22S22P2σ=σ1S,2S+σ2S,2P+σ2P,2P=2×0.85+2×0.35+1×0.35=2.75有效核电核为Z*=Z-σ=6-2.75=3.252P单电子的原子轨道能 13.6 Z*13.6×3.252E2p= n2 = - 22 =-35.9ev因为2P轨道上有两个电子所以2P电子的原子轨道能 E=2×(-35.9ev)=-71.83 、4、通过计算写出原子的基态存在的光谱支项符号。
5、6、计算C原子的2S电子屏蔽常数和2S电子的原子轨道能。
(见2题)7、8、通过计算写出原子的基态存在的光谱支项符号。