结构化学-3-分子
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结构化学复习资料该复习资料大概分为2个部分吧,第一部分着重于每一章比较重要的知识点(第四章开始),并稍加补充和拓展;第二部分主要是一些习题。
刚开始学结构化学的时候感觉学起来云里雾里的,不过后来多做题目,找到了一些规律,这对理解结构化学的内容有一定的好处,也比较好上手吧。
还有一个重要的点就是同学们可以多参考下课外书,毕竟个人感觉光靠结构化学基础这本书可能会遇到许多问题,或者说许多时候看不懂的东西没有加以解释,结果很容易就会一个不懂接着下一个不懂的点这样子。
所以课外书显得挺重要的。
推荐一下一些参考资料吧☺1.徐光宪先生写的《物质结构》和麦松威先生写的《高等无机结构化学》,这两本书可以说是结构化学的进阶版,讲的很详细,许多课本上的问题都可以在这些书上找到答案。
2.陈慧兰编写的《高等无机化学》,这本书里对于配合物结构和性质部分讲的挺详细的,比如姜泰勒效应,晶体场是怎么裂分的等等,有兴趣的同学可以看一下。
3.结构化学基础第四版的习题答案。
这个大家都懂得☺。
里面提供了几乎所有课后习题的答案,这个对大家都很有帮助。
另外,每一章前面都附带了该章的内容提要,这在复习的时候可以当作大纲来使用,效果也是挺好的。
4.课件。
老师给的课件可以帮助大家从书里大段大段的文字里找出重点的内容。
另外提供了南开大学孙宏伟教授的结构化学课件以及一些习题和考试题,孙教授主页上还有视频课程可以看,大家有空的时候也可以看看视频复习一下。
5.数据库。
很多时候不是光看书就能解决的问题可以通过查找数据库得到答案,特别是知网上有很多关于结构化学的内容,有很多老师在上面发表了对于一些习题的简单解决方法,这对于解题来讲很有帮助。
数据库在这里也包括了百度文库,豆丁网等。
这些共享性的资料库可以说是一个习题库,找找题目练练手也是挺好的,虽然题目答案可能有误需要小心辨别。
大概就说这么多,下面进入正题。
可能在输入过程中会有错误,大家复习的时候如果发现有冲突还是按照老师的课件和课本为主。
结构化学基础在化学中,人们常使用分子图来代表化学物质。
分子图是一种结构化学的基本工具,能够清晰地表示化学物质的结构和性质。
结构化学是分子图的基础。
它研究分子、离子和它们之间的化学键所构成的化合物的结构、性质和反应。
本文将介绍结构化学的基础知识。
一、化学键的类型化学键是互相链接原子的力。
它们决定了分子的结构和性质。
化学键的类型有以下几种。
1. 静电键静电键是正负电荷之间的吸引力。
它们在离子化合物中非常普遍,比如氯化钠。
在分子化合物中,静电键是非常弱的,因为它们只有在极性分子中才存在。
有时候,静电键出现在共价键中,此时可以称之为极性共价键。
氟气和水分子中就存在这样的极性共价键。
2. 共价键共价键是原子间由共用一对电子而形成的化学键。
共价键分为极性共价键和非极性共价键。
非极性共价键指的是两个非极性原子间的化学键,例如氢气。
而极性共价键指的则是两个原子间,如果原子的电负性存在明显差异,就会形成极性共价键。
极性共价键在分子的化学性质中扮演着重要角色。
3. 金属键金属键是由离子化合物中金属离子与自由电子构成的一种键。
金属键在金属中的性质中起着重要的作用,它使得金属成为了良好的导体和热传导介质。
二、分子几何与习惯表示法分子的几何形状对于分子的化学性质有很大的影响。
在结构化学中,常用杜瓦尔-布拉格方案表示分子几何和结构。
这个方案中,每个原子都用一个符号表示,而它们之间的化学键用线来表示。
在所有的分子几何类型中,最重要的是以下几种。
1. 线性线性分子的共价键通常都是直线分布的。
氧气和碳二氧化分子都是线性分子。
2. 三角形锥形三角形锥形分子中,原子最多有四个邻居。
水分子和氨分子都是三角锥形分子。
3. 四面体四面体分子的原子通常有五个邻居。
一些复杂的离子也属于这一类分子。
三、立体异构体分子的立体异构体是指它们在空间构型方面存在不同的结构形态。
化学家使用手性符号或矢量来表示这些立体异构体。
异构体在化学和医学上都有很多应用。
《结构化学》教案教案:结构化学教学目标:1.理解分子结构的基本概念和原子结构的基本组成。
2.掌握常见分子结构的命名规则。
3.熟悉有机化合物的结构特点和它们在生命活动中的重要性。
4.学会运用结构化学的知识分析有机化合物的性质和反应。
教学内容:第一节概念和基本组成1.分子的概念和组成:原子核、电子和化学键。
2.分子结构的表示方法:分子式、结构式和杂化。
第二节分子结构的命名1.烃类的命名:直链烷烃、支链烷烃和环烷烃。
2.功能团的命名:醇、醛、酮、酸、酯等。
3.多官能团的命名:醇醚、酮醛等。
第三节有机化合物的结构特点和生物活性1.范德华力和分子间相互作用。
2.极性分子和非极性分子。
3.有机化合物的官能团和生物活性。
第四节结构化学的应用1.化合物的相对分子质量和摩尔质量。
2.化合物的摩尔比和分子式计算。
3.分子结构和性质之间的关系。
4.化学反应的机理研究。
教学重点:1.分子结构的基本概念和组成。
2.常见有机化合物的命名规则。
3.结构化学在有机化学中的应用。
教学难点:1.复杂有机化合物的命名规则。
2.结构化学在化学反应机理研究中的应用。
教学方法:1.讲授结合举例:通过分子模型、分子式和结构式的展示,帮助学生理解分子结构的概念和组成。
2.课堂讨论:引导学生思考分子结构与性质之间的关系,鼓励学生提出问题和解决问题。
3.实验探究:通过合成有机化合物、测定它们的物理性质和反应活性,让学生实际操作和观察有机化合物的结构特点。
教学资源:1.教科书和教案资料。
2.分子模型和实验仪器。
3.化学实验教材和化学反应原理。
教学评估:1.学生课堂表现和参与度评估。
2.平时作业和小组讨论的成果评估。
3.实验报告和总结的评估。
教学拓展:1.分子模型的制作和应用。
2.有机化合物的定性和定量分析方法。
3.结构化学在材料科学和药物设计中的应用。
教学延伸:1.学习有机化学反应机理。
2.学习有机合成和药物合成的实践技巧。
3.深入了解有机化合物的合成、性质和应用。
结构化学第三章⼀、单项选择题(每⼩题1分) 1. σ型分⼦轨道的特点是( ) a. 能量最低 b. 其分布关于键轴呈圆柱形对称 c. ⽆节⾯ d. 由s 原⼦轨道组成答案:b.2. F 2+,F 2,F 2- 的键级顺序为( ) 3/2, 1, 1/2 a. F 2+ > F 2 > F 2- b. F 2+ < F 2 < F 2- c. F 2 > F 2- > F 2+d. F 2 < F 2- < F 2+答案:a.3. 分⼦轨道的含义是( ) a.分⼦空间运动的轨迹 b. 描述分⼦电⼦运动的轨迹 c. 描述分⼦空间轨道运动的状态函数 d. 描述分⼦中单个电⼦空间运动的状态函数答案:d.4. π型分⼦轨道的特点是( ) a. 分布关于键轴呈圆柱形对称 b. 有⼀个含键轴的节⾯ c. ⽆节⾯ d. 由p 原⼦轨道组成答案:b.5. F 2+,F 2,F 2- 的键长顺序为( ) a. F 2+ > F 2 > F 2-b. F 2+ < F 2 < F 2-c. F 2 > F 2-> F 2+d. F 2 < F 2-< F 2+答案:b.6.CO 分⼦的⼀个成键轨道O C c c φφψ21+=,且|c 1|>|c 2|,此分⼦轨道中电⼦将有较⼤的⼏率出现在( ) a. C 核附近 b. O 核附近c. CO 两核连线中点d. CO 两核之间答案:a.7.由分⼦轨道法⽐较O 2+,O 2,O 2-的键长顺序为( ) a. O 2+>O 2>O 2- b. O 2+O 2->O 2+ d. O 28.⽐较O 2+,O 2,O 2-的键级顺序为( ) a. O 2+>O 2>O 2- b. O 2+O 2->O 2+ d. O 29.NO 分⼦的⼀个成键轨道O N c c φφψ21+=,且|c 1|>|c 2|,此分⼦轨道中电⼦将有较⼤的⼏率出现在( ) a. N 核附近b. O 核附近c. NO 两核连线中点d. NO 两核之间答案:a.10.通过变分法计算得到的微观体系的能量总是( ) 33. 等于真实体系基态能量b.⼤于真实体系基态能量c.不⼩于真实体系基态能量d.⼩于真实体系基态能量答案:c.11. 下列分⼦(或离⼦)哪个是顺磁性的( ) a. F 2 b. B 2 c.CO d. N 2答案:b.12.O 2的最⾼占据轨道(HOMO)是( ) a.3g σ b.1uπc.1gπd.3u σ答案:c.13. N 2的最低空轨道(LUMO)是( ) a.3g σ b.1uπc.1gπd.3u σ答案:c.14. 以z 轴为键轴,按对称性匹配原则,下列各对原⼦轨道能组成分⼦轨道的是( )a.s,dxyb. p x, dz 2c.p y , dz 2d. p z , dz 2 答案:d.15.按MO 理论处理,下列键级顺序哪个正确( ) a. F 2+>F 2>F 2- b.F 2+16.含奇数个电⼦的分⼦或⾃由基在磁性上( ) a. ⼀定是反磁性 b. ⼀定是顺磁性 c. 可为顺磁性或反磁性 d.不确定答案:b.17. 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 答案:a.18.下列分⼦(或离⼦)中,哪些是反磁性的( ) a. O 2+b. O 2-c. COd. O 2答案:c.19. 下列说法中,不是LCAO-MO 三个原则的是: a.能量相近 b.能量最低 c.对称性匹配 d.最⼤重叠答案:b.20. H 2+的Rr r Hb a 11121?2+--?-=时,已采⽤的下列处理⼿段是( )a.单电⼦近似b.变量分离c.定核近似d.中⼼⼒场近似答案:c.21. ⽤紫外光照射某双原⼦分⼦,使该分⼦电离出⼀个电⼦。
第三章 双原子分子结构3.1 +2H 的结构及共价键的本质基本内容—、定核近似和+2H 的薛定谔方程A BRe r e r e m H b a 02020*******ˆπεπεπε+--∇-= 我们常采用原子单位:单位长度:Pm e m h a e 9177.524422200==ππε(玻尔半径)单位质量:me=9.1095×10-31Kg (电子质量) 单位电荷:e=1.60219×10-19C (电子电量) 单位能量:024a e πε=27.2116eV单位角动量: =1.0546×10-34 J.S 单位介电常数:04πε=1采用原子单位、+2H 的哈密顿算符为:Rr r Hba 11121ˆ2+--∇-=其薛定谔方程为:ψψE Rr r b a =+--∇-)11121(2,式中E 、ψ分别为+2H 的波函数和能量。
二、变分原理及性线变分法 1. 变分原理对于任意一个品优波函数ψ,用体系的Hˆ算符求得的能量平均值将大于或接近等于体系基态的能量E 0即:*ˆ*E d d H E ≥>=<⎰⎰τψψτψψ 据此原理,利用求极值方法调节参数,找出能量最低时对应的波函数,即为和体系基态相近似的波函数。
2. 线性变分法在量化计算中,广泛采用的是线性变分函数,它是满足体系边界条件的 个线性无关的函数m φφφ,,,21 的线性组合:m m C C C φφφψ+++= 2211采用线性变分函数的变分法叫线性变分法。
根据变分原理求得使E 最低的一组组合系数Ci⎰⎰++++++++++++=τφφφφφφτφφφφφφd C C C C C C d C C C H C C C E m m mm m m m m ))(()(ˆ)(2211***2*2*1*12211***2*2*1*1mC EC E C E ∂∂==∂∂=∂∂ 21=0 由此得一组求解Ci 的m 个联立方程称为久期方程,运用线性代数法求得m 套非零解,由其中与最低E 相对应的一套解C 1,C 2,……,C m 便可组成基态分子轨道波函数,所对应的E 便是基态能量近似值。
《结构化学》课程教学大纲课程代码:ABCL0408课程中文名称:结构化学课程英文名称:Structural Chemistry课程性质:选修课程学分数:1.5课程学时数:24授课对象:材料化学专业本课程的前导课程:无机化学、物理化学等一、课程简介结构化学是在原子、分子的层次上研究原子、分子、晶体结构的运动规律,揭示物质的微观结构与性能之间关系的一门基础科学。
它以电子构型和几何构型为两条主线,系统讲授三种理论和三类结构:量子理论和原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和晶体结构。
为本科生打下两方面基础:量子化学基础、结晶化学基础。
这些基础对于建立微观结构概念和原理、掌握现代测试方法具有不可替代的作用。
二、教学基本内容和要求课程教学内容:1 量子力学基础知识:(1)微观粒子的运动特征,(2)量子力学的基本假设,(3)箱中粒子的Schrödinger方程及其解;3 原子结构和性质:(1)单电子原子的Schrödinger方程及其解,(2)量子数的物理意义,(3)波函数电子云图形,(4)多电子原子的结构,(5)元素周期表和元素周期性质;4 共价键和双原子分子的结构化学:(1)化学键的概述,(2)H2+的结构和共价键的本质,(3)分子轨道理论和双原子分子的结构;5 多原子分子的结构和性质:(1)价层电子对互斥理论(VSEPR),(2)杂化轨道理论;6 配位化合物的结构和性质:(1)概述,(2)价键理论、晶体场理论、配位场理论;7 晶体的点阵结构和晶体的性质:(1)晶体结构的周期性和点阵,(2)晶体的衍射。
课程的重点、难点:1 量子力学基础知识:(1)微观粒子的运动特征,(2)量子力学的基本假设;3 原子结构和性质:(1)量子数的物理意义,(2)波函数电子云图形,(3)多电子原子的结构;4 共价键和双原子分子的结构化学:(1)化学键的概述,(2)H2+的结构和共价键的本质;5 多原子分子的结构和性质:(1)杂化轨道理论;6 配位化合物的结构和性质:(1)价键理论、晶体场理论、配位场理论;7 晶体的点阵结构和晶体的性质:(1)晶体结构的周期性和点阵。
结构化学期末题及部分答案1. 波尔磁⼦是哪⼀种物理量的单位(c )(A )磁场强度(B )电⼦在磁场中的能量(C )电⼦磁矩(D )核磁矩2. ⽤来表⽰核外某电⼦运动状态的下列各组量⼦数(n ,l ,m ,m s )中,合理的是( D )(A )(2 ,1 ,0 ,0 )(B )(0 ,0,0 ,21)(C )(3 ,1 ,-1 ,21)(D )(2,1 ,-1 ,-21)3. 就氢原⼦波函数ψ2p x 和ψ2p y 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 )电⼦云相同(C )径向分布图不同(D )界⾯图不同4.下列各组分⼦中,哪些有极性但⽆旋光性()(1)I3-(2)O3(3)N3-分⼦组:(A )2(B )1,3(C )2,3(D )1,2凡是具有反轴对称性的分⼦⼀定⽆旋光性,⽽不具有反轴对称性的分⼦则可能出现旋光性。
“可能”⼆字的含义是:在理论上,单个分⼦肯定具有旋光性,但有时由于某种原因(如消旋或仪器灵敏度太低等)在实验上测不出来。
反轴的对称操作是⼀联合的对称操作。
⼀重反轴等于对称中⼼,⼆重反轴等于镜⾯,只有4m 次反轴是独⽴的。
因此,判断分⼦是否有旋光性,可归结为分⼦中是否有对称中⼼,镜⾯和4m 次反轴的对称性。
具有这三种对称性的分⼦(只要存在三种对称元素中的⼀种)皆⽆旋光性,⽽不具有这三种对称性的分⼦都可能有旋光性。
看不懂的话就不要看啦因为我也不知上⾯说的是神马.5.Fe的原⼦序数为26,化合物K3[FeF6]的磁矩为5.9波尔磁⼦,⽽K3[Fe(CN)6]的磁矩为1.7波尔磁⼦,这种差别的原因是()(A )铁在这两种化合物中有不同的氧化数(B )CN —离⼦F – 离⼦引起的配位长分裂能更⼤(D )氟⽐碳或氮具有更⼤的电负性(C )K3[FeF6]不是络合物6.Be 2+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 )(D )⽆法判定7.下列说法正确的是()(A )凡是⼋⾯体的络合物⼀定属于O h 点群(B )反是四⾯体构型的分⼦⼀定属于T d 点群(D )异核双原⼦分⼦⼀定没有对称中⼼(C )在分⼦点群中对称性最低的是C 1点群,对称性最⾼的是O h 群 8.H2—的H=21 -R1rb 1-ra 1 ,此种形式已采⽤了下列哪⼏种⽅法(C ) (A )波恩-奥本海默近似(B )单电⼦近似(C )原⼦单位制(D )中⼼⼒场近似来⾃百度⽂库9.下⾯说法正确的()(A )分⼦中各类对称元素的完全集合构成分⼦的对称群(B )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(C )分⼦中有Sn 轴,则此分⼦必然同时存在Cn 轴和σh ⾯(D )镜⾯σd ⼀定也是镜⾯σv10.杂化轨道是(D )(A )两个原⼦的原⼦轨道线性组合形成⼀组新的原⼦轨道(B )两个分⼦的分⼦轨道线性组合形成⼀组新的分⼦轨道(C )两个原⼦的原⼦轨道线性组合形成⼀组新的分⼦轨道(D )⼀个原⼦的不同类型的原⼦轨道线性组合形成的⼀组新的原⼦轨道答案来⾃/doc/9c8e96d5240c844769eaeef7.html /view/107206.htm⼀个原⼦中的⼏个原⼦轨道经过再分配⽽组成的互相等同的轨道。