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结构化学之双原子分子结构习题附参考答案讲课教案

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结构化学课件第四章双分子结构与性质

结构化学课件第四章双分子结构与性质

The Nobel Prize in Chemistry 1954
"for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions"
由于他对化学键本质的研究及把它应用 到复杂物质结构的解释做出了卓越贡献而获 得1954年诺贝尔化学奖
图3-1 苯分子的多种共振结构图
这是描述电子空间轨道运动的键函数， 还有描述电子自旋运动的键函数。由这些结 构的键函数通过各种近似计算，可得到体系 的分子轨道与能级. 键函数形式因不同分子而异，很难用一 个统一的公式表示，因此给价键理论的程序 化带来很大的困难。在二十世纪三十年代， 化学家都倾向于用价键理论来解释分子结构， 但到了五十年代，价键理论发展缓慢；到了 八十年代，又有人对价键理论方法进行改进， 我校张乾二院士带领的课题组也在价键方法 程序化方面取得了突破性的进展。
3.1.1 化学键的定义和类型
化学键的定义:广义地说，化学键是将原子结合成物 质世界的作用力。
化学键定义为:在分子或晶体中两个或多个原子间的 强烈相互作用，导致形成相对稳定的分子和晶体。 化学键：共价键，离子键和金属键。 基本理论：价键理论，分子轨道理论，配位场理论。
3.1.2键型的多样性
1.共价单键；2.离子键；3.金属键；4.氢键；5. 缺电子多中心氢桥键；6.H-配键；7.分子氢配位键； 8.抓氢键。
化学键理论简介
一、原子间相互作用力
原子是由带电粒子组成的，我们预计原子间 相互作用力大多是静电相互作用，主要取决于两 个方面，一是原子的带电状态(中性原子或离子)， 二是原子的电子结构，按原子最外价电子层全满 状态(闭壳层)或未满状态(开壳层)来分类。

共价键和双原子分子的结构化学习题解答

共价键和双原子分子的结构化学习题解答

CN： (1σ ) (2σ ) (1π ) (3σ )
2 2 4
1
5
乐山师范学院 化学学院
1 2 S = , Λ = 0 ，基态光谱项： Σ 。 2
作业完 【3.1】试计算当 Na+和 Cl-相距 290pm 时，两离子间的静电引力和万有引力；并说明讨论化 学键作用力时，万有引力可以忽略不计。 （已知：完有引力 F = G 静电引力 F = K
乐山师范学院 化学学院
03 共价键和双原子分子的结构化学 本章主要知识点
一、变分法原理
ˆ 算符求得的能量平 对于任意一个品优波函数ψ （叫试探函数） ，用体系的 H
均值，总是大于或等于体系基态的能量（ E0 ） ，即：
E ˆ ψ dτ ∫ψ H = ≥E ψ ψ τ d ∫
* *
0
因此，可以用带参数的波函数，通过对参数求极值，从而得到尽可能接近真实体 系的波函数。 1. 线 性 变 分 法 ： 选 试 探 函 数 为 线 性 函 数 ψ = c1ψ 1 + c2ψ 2 + " + cnψ n ， 其 中
m1m2 −11 2 −2 , G = 6.7 × 10 N ⋅ m ⋅ kg ； 2 r
q1q2 −11 2 −2 , K = 9.0 × 10 N ⋅ m ⋅ C ） r2
解：万有引力
F =G
m1m2 r2
= 6.7 × 10−11 N ⋅ m 2 ⋅ kg −2 = 1.76 × 10−43 N
＋ ＋ － － － ＋ ＋ ＋ － －
【3.13】写出 Cl2，CN 的价层电子组态和基态光谱项。 解：Cl2： (σ 3 s ) (σ 3 s ) (σ 3 pz ) (π 3 px ) (π 3 p y ) (σ 3 px ) (σ 3 p y )

中国科学技术大学结构化学习题参考答案

中国科学技术大学结构化学习题参考答案

5.
⎢⎡− ⎣
2
2m
d2 dx 2
+
1 2
kx
2
⎥⎤φ ⎦
=
Eφ
6.
势能算符
V
(r)
=
⎧0 ⎩⎨∞
r=a r≠a
则圆周上的波函数不为零，其他区间恒为零。
取 xy 平面作为用圆周面，则 θ=90°，r=a，Schrödinger 方程为
d 2ψ dϕ 2
+
2ma 2 E ψ 2
=0
解 之 可 得 两 个 特 解 ψ n = N sin(nϕ ) ， ψ n ' = N cos(nϕ ) ， 利 用 单 值 条 件
(f) SF5 Br : C4v ；(g) 反- SF4 Br2 : D4h ；(h) CDH 3 : C3v 。 7. (a) CH 2 = CH 2 : D2h ；(b) CH 2 = CHF : Cs ； (c) CH 2 = CF2 : C2v ； (d)
顺- CHF = CHF : C2v ； (e) 反- CHF = CHF : C2h 。 8. (a) 苯 D6h ；(b) 氟苯 C2v ；(c) 邻-二氟苯 C2v ；(d) 间-二氟苯 C2v ； (e) 对-二
氟苯 D2h ；(f) 1,3,5-三氟苯 D3h ；(g) 1,4-二氟-2,5-二溴苯 C2h ；(h) 萘 D2h (i) 2氟萘 Cs 。 9. (a) HCN : C∞v ；(b) H 2 S : C2v ；(c) CO2 : D∞h ；(d) CO : C∞v ；(e) C2 H 2 : D∞h ； (f) CN3OH : Cs ；(g) ND3 : C3v ；(h) OCS : C∞v ；(i) P4 : Td ；(j) PCl3 : C3v ； (k) PCl5 : D3h ；(l) B12Cl122− : I h ；(m) UF6 : Oh ；(n) Ar : K h 。 10. (a) FeF63− : Oh ； (b) IF5 : C4v ； (c) CH 2 = C = CH 2 : D2d ； (d) 立 方 烷

结构化学 双原子分子结构

结构化学 双原子分子结构
二、分子轨道形成的原则：
MO可由AO线性组合得到：
设 双原子分子AB， a , b 为AO
那
caa cbb
应用线性变分方法，则
ccaa
( (
H H
aa ab
E ) cb( ESab )
H ab ESab cb( Hbb E
) )
0 0
令 a H aa , b Hbb , H ab , 且忽略 Sab
)
，（关于 E 的参变 数函数）
③ E( c1 ,c2 , ) 对参变数分别进行一次微商
令
E E E E 0
n
c1 c2 c3
cn
c j ( Hij ESij ) 0 , i 1,2,
通过解久期方程组，
j 1
得到 E 的极小值
④ 把 c10 ,c20 ,
E( c10 ,c20 , ) —近似基态的能量
实验测得 De 2.79eV Re 0.106nm
R e E2
R E1
理论值和实验值符合较好，理论方法还是可信的。
E1有能量最低值，表明H和H+倾向于结合——吸引态； E2没有能量最低值，表明H和H+倾向于分离——排斥态。
如忽略 S ab ，那 E1 Haa Hab E2 Haa Hab
ccaa
(a
cb
E ) cb (b E )
0 0
解
a E
0
b E
展开 (a E )(b E ) 2 0
E 2 E(a b ) (ab 2 ) 0
如 a b
解之，得
E1 a [
( b
a
2
)2
2
b
a
2
]

北师大_结构化学课后习题答案Word版

北师大_结构化学课后习题答案Word版

北师大 结构化学 课后习题 第一章 量子理论基础习题答案1 什么是物质波和它的统计解释？参考答案:象电子等实物粒子具有波动性被称作物质波。

物质波的波动性是和微粒行为的统计性联系在一起的。

对大量粒子而言，衍射强度（即波的强度）大的地方，粒子出现的数目就多，而衍射强度小的地方，粒子出现的数目就少。

对一个粒子而言，通过晶体到达底片的位置不能准确预测。

若将相同速度的粒子，在相同的条件下重复多次相同的实验，一定会在衍射强度大的地方出现的机会多，在衍射强度小的地方出现的机会少。

因此按照波恩物质波的统计解释，对于单个粒子，ψψ=ψ*2代表粒子的几率密度，在时刻t ，空间q 点附近体积元τd 内粒子的几率应为τd 2ψ；在整个空间找到一个粒子的几率应为 12=ψ⎰τd 。

表示波函数具有归一性。

2 如何理解合格波函数的基本条件？ 参考答案合格波函数的基本条件是单值，连续和平方可积。

由于波函数2ψ代表概率密度的物理意义，所以就要求描述微观粒子运动状态的波函数首先必须是单值的，因为只有当波函数ψ在空间每一点只有一个值时，才能保证概率密度的单值性；至于连续的要求是由于粒子运动状态要符合Schrödinger方程，该方程是二阶方程，就要求波函数具有连续性的特点；平方可积的是因为在整个空间中发现粒子的概率一定是100%，所以积分⎰τψψd *必为一个有限数。

3 如何理解态叠加原理？ 参考答案在经典理论中，一个波可由若干个波叠加组成。

这个合成的波含有原来若干波的各种成份（如各种不同的波长和频率）。

而在量子力学中，按波函数的统计解释，态叠加原理有更深刻的含义。

某一物理量Q 的对应不同本征值的本征态的叠加，使粒子部分地处于Q 1状态，部分地处于Q 2态，……。

各种态都有自己的权重（即成份）。

这就导致了在态叠加下测量结果的不确定性。

但量子力学可以计算出测量的平均值。

4 测不准原理的根源是什么？ 参考答案根源就在于微观粒子的波粒二象性。

结构化学课后答案第3章双原子分子的结构与分子光谱

结构化学课后答案第3章双原子分子的结构与分子光谱

第3章双原子分子的结构与分子光谱习题答案1. CO是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？其偶极距的方向如何？为什么？解：CO是一个异核双原子分子。

其中氧原子比碳原子多提供2个电子形成配位键：:C=0：氧原子的电负性比碳原子的高，但是在CO分子中，由于氧原子单方面向碳原子提供电子，抵消了部分碳氧之间的电负性差别引起的极性，所以说CO是一个极性较小的分子。

偶极矩是个矢量，其方向是由正电中心指向负电中心，CO的偶极距4 = 0.37 10-30c m,氧原子端显正电，碳原子端显负电，所以CO分子的偶极距的方向是由氧原子指向碳原子。

2. 在N2, NO , O2, C2, F2, CN, CO, XeF中，哪几个得电子变为AB-后比原来中性分子键能大，哪几个失电子变为AB+后比原来中性分子键能大？解：就得电子而言，若得到的电子填充到成键电子轨道上，则AB-比AB键能大，若得到得电子填充到反键分子轨道上，则AB-比AB键能小。

就失电子而言，若从反键分子轨道上失去电子，则AB+比AB键能大，若从成键轨道上失去电子，则AB+比AB键能小。

2 2 4 2(1) N2 ：(1「g) (1%) (V：u) (2^) 键级为3N2 ：(l-g)2(l u)2(V：u)4(^g)1键级为2.5N2—：(16)2(1%)2(1L)4(26)2(2二u)1键级为2.5N2的键能大于N2+和N2的键能(2) NO : (1-)2(2-)2(1T)4(3-)2(27.)1键级为 2.5NO : (1；「)2(2二)2(1二)4(3二)2键级为32 2 4 2 2 ”NO：(1G (2G (1 二)(3匚)(2二) 键级为2所以NO的键能小于NO+的键能，大于NO-的键能⑶亠 2 2 2 2 2 4 1O2 :1；「g1；「u2；「g2；「u3；键级为2.5,2 2 2 2 2 4 2O2 :1；初汛2 汪2；二3汪1 二u1 二g 键级为2,2, 2 c 2 c 2小2, 4, 3O2 :1汪1汛2汪263；［1—1二9键级为1.5, 所以。

(完整版)结构化学习题答案第4章

(完整版)结构化学习题答案第4章

2组长:070601314组员:070601313070601315070601344070601345070601352第四章 双原子分子结构与性质1.简述 LCAO-MO 的三个基本原则，其依据是什么？由此可推出共价键应具有什么样的特征？答：1.（1）对称性一致（匹配）原则： φa = φs 而φb = φ pz 时， φs 和φ pz 在σˆ yz 的操作下对称性一致。

故 σˆ yz ⎰φs H ˆφ pz d τ = β s , pz ，所以， β s , pz ≠ 0 ，可以组合成分子轨道（2）最大重叠原则：在 α a 和α b 确定的条件下，要求 β 值越大越好，即要求 S ab 应尽可能的大（3）能量相近原则： 当α a = α b 时，可得 h = β ，c 1a = c 1b , c 1a =- c 1b ,能有效组合成分子轨道；2.共价键具有方向性。

2、以 H 2+为例，讨论共价键的本质。

答：下图给出了原子轨道等值线图。

在二核之间有较大几率振幅，没有节面，而在核间值则较小且存在节面。

从该图还可以看出，分子轨道不是原子轨道电子云的简单的加和，而是发生了波的叠加和强烈的干涉作用。

图 4.1 H + 的 ψ 1(a)和 ψ 2(b)的等值线图研究表明，采用 LCAO-MO 法处理 H 2+是成功的，反映了原子间形成共价键 的本质。

但由计算的得到的 Re=132pm ，De=170.8kJ/mol ，与实验测定值Re=106pm、De=269.0 kJ/mol 还有较大差别，要求精确解，还需改进。

所以上处理方法被称为简单分子轨道法。

当更精确的进行线性变分法处理，得到的最佳结果为Re=105.8pm、De=268.8 kJ/mol，十分接近H2+的实际状态。

成键后电子云向核和核间集中，被形象的称为电子桥。

通过以上讨论，我们看到，当二个原子相互接近时，由于原子轨道间的叠加，产生强烈的干涉作用，使核间电子密度增大。

第三章 双原子分子的结构和性质习题答案

第三章 双原子分子的结构和性质习题答案
=(
6.626 × 10 -34 )1/2 m 2 - 27 2 8 8π × 1.6145 × 10 × 10.75 ×10 × 3 × 10
=1.270×10-10m =127.0pm ~ )2 µ k=(2πc ν e =(2π×3×108 ×2886.6×102 )2 ×1.6151×10-27 N·m-1 18． (1) HCl ~ /2 - x ν ~ /4 E 0=ν e e e =1331.8cm-1 =0.165eV D0 =De-E 0=(5.33-0.165)eV=5.165eV (2) DCl ~ =(µ /µ )1/2ν ~ ν DCl HCl DCl HCl =
~ = 310.6 cm-1 (2) ν
13．
~ = ( µ H 2 )1/2ν ν HD
µ HD
H2
= 3603 cm-1
~ = ( µ H 2 )1/2 ν ν D
2
µ D2
H2
= 2942 cm-1
14．
~ =2B 所以 B =8.5cm-1 (1) ∆ ν (2) EJ =hcBJ(J +1) =6.626×10-34×3×108 ×8.5×102×10×11J =1.859×10-20J
~ (DCl)= xν e
µ HCl ~ (HCl) ·x ν e µ DCl
=[37.5/(2×36.5)]×52.05 cm-1 =26.97cm-1
E 0=
1 1 ×1927.8- ×26.97 cm-1 =957.1cm-1 =0.1187eV 2 4
D0 =(5.33-0.12)eV=5.21eV 19． µ=[(mam b)/(ma+ mb)]×1.6606×10-27 kg ~ =(k/µ)1/2 / (2πc) ν e ~ )2 µ k = (2πc ν e ~ ’/ ν ~ =(µ’/µ)1/2 ν e e

结构化学练习之原子结构习题附参考解答

结构化学练习之原子结构习题附参考解答

结构化学练习之原⼦结构习题附参考解答原⼦结构习题⼀、填空题（在划线处填上正确答案）2101、在直⾓坐标系下，Li 2+ 的Schr ?dinger ⽅程为________________ 。

2102、已知类氢离⼦ He +的某⼀状态波函数为：()022-023021e 222241a r a r a ???? ??-???? ??π则此状态的能量为 )(a ，此状态的⾓动量的平⽅值为 )(b ，此状态⾓动量在 z ⽅向的分量为 )(c ，此状态的 n ， l ， m 值分别为 )(d ，此状态⾓度分布的节⾯数为 )(e 。

2103、写出 Be 原⼦的 Schr ?dinger ⽅程。

2104、已知类氢离⼦ He +的某⼀状态波函数为ψ= ()022-023021e 222241a r a r a ???? ?- π则此状态最⼤概率密度处的 r 值为 )(a ，此状态最⼤概率密度处的径向分布函数值为 )(b ，此状态径向分布函数最⼤处的 r 值为 )(c 。

2105、原⼦轨道是原⼦中的单电⼦波函数，每个原⼦轨道只能容纳 ______个电⼦。

2106、H 原⼦的()φr,θψ,可以写作()()()φθr R ΦΘ,,三个函数的乘积，这三个函数分别由量⼦数 (a) ，(b)， (c) 来规定。

2107、给出类 H 原⼦波函数()θa r Z a Zr a Z a Zr cos e6812032022023021-???? ??-???? ??π=ψ的量⼦数 n ，l 和 m 。

2108、H 原⼦ 3d 电⼦轨道⾓动量沿磁场⽅向分量的可能值。

2109、氢原⼦的波函数131321122101-++=ψψψψc c c其中 131211210-ψψψψ和，，都是归⼀化的。

那么波函数所描述状态的能量平均值为（a ），⾓动量出现在π22h 的概率是（b ），⾓动量 z 分量的平均值为（c ）。

2110、氢原⼦中，归⼀化波函数131321122101-++=ψψψψc c c （ 131211210-ψψψψ和，，都是归⼀化的）所描述的状态，其能量平均值是（a ）R ，能量 -R /4 出现的概率是（b ），⾓动量平均值是（c ）π2h ，⾓动量π22h 出现的概率是（d ），⾓动量 zπ2，⾓动量 z 分量π22h 出现的概率是（f ）。

结构化学课后习题答案

结构化学课后习题答案

结构化学课后习题答案结构化化学课后习题答案一、化学键与分子结构1. 选择题a) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了共价键的形成是通过电子的共享，符合共价键的定义。

b) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了离子键的形成是通过电子的转移，符合离子键的定义。

c) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了金属键的形成是通过金属原子之间的电子云重叠，符合金属键的定义。

d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了氢键的形成是通过氢原子与高电负性原子之间的吸引力，符合氢键的定义。

2. 填空题a) 正确答案：共价键解析：填空题中，根据问题描述，两个非金属原子之间的键称为共价键。

b) 正确答案：离子键解析：填空题中，根据问题描述，一个金属原子将电子转移到一个非金属原子上形成的键称为离子键。

c) 正确答案：金属键解析：填空题中，根据问题描述，金属原子之间的电子云重叠形成的键称为金属键。

d) 正确答案：氢键解析：填空题中，根据问题描述，氢原子与高电负性原子之间的吸引力形成的键称为氢键。

二、有机化学1. 选择题a) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了烷烃是由碳和氢组成的，符合烷烃的定义。

b) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了烯烃是由含有一个或多个双键的碳原子组成的，符合烯烃的定义。

c) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了炔烃是由含有一个或多个三键的碳原子组成的，符合炔烃的定义。

d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了芳香烃是由芳香环结构组成的，符合芳香烃的定义。

2. 填空题a) 正确答案：醇解析：填空题中，根据问题描述，含有羟基（-OH）的有机化合物称为醇。

b) 正确答案：醚解析：填空题中，根据问题描述，含有氧原子连接两个碳原子的有机化合物称为醚。

c) 正确答案：酮解析：填空题中，根据问题描述，含有羰基（C=O）的有机化合物称为酮。

d) 正确答案：酯解析：填空题中，根据问题描述，含有羧基（-COO）的有机化合物称为酯。

第四章双原子分子结构与性质 结构化学精品课程Structural Chemistry

第四章双原子分子结构与性质 结构化学精品课程Structural Chemistry

能量的降低有着重要的作用
（４）能量分析
近似公式
E1
E2
反键效应 ：反键轨道能量的升高大于成键轨道能量的降低 能量曲线图：
推斥态，反键态，第一 激发态）
吸引态、成键态、基 态
理论上Re=132pm,De=170.8kJmol-1 ,
实验得：Re=106pm,De=269kJmol-1
S aa a d
2
S ab ab d
Sbb b d
2
引入这些符号后，有：
E (c1 , c2 )
c1 H aa 2c1c2 H ab c2 H bb c1 S aa 2c1c2 S ab c2 S bb
2 2
2
2
分别对求极偏导数，利用极值条件下偏导数取零
电子动 能 电子吸引 能 电子排斥能 核间势 能
第三项涉及rij 造成该方程不能精确求解。
单电子近似
ˆ 1 2 V (r ) H i i i i 2 Z Vi (ri ) a U i (ri ) a rai
i电子受到其它电子的
平均排斥能
ˆ E H i i i i
由 1， 2 的归一化条件可确定 c’，c”
2 2 d c ( ) 1 a b d 2
c2 (a d 2 ab d b d
2 2
c (2 2S ab ) 1
2
所以 同理可得：
c c
1 2 2Sab 1 2 2S ab
◆ 1927, Heitler, London用量子力学处理Ｈ２后，产生了现代化学
键理论：价键理论；分子轨道理论；配位场理论。

结构化学 第03章 双原子分子结构

结构化学 第03章 双原子分子结构

简记为： n
c j (Hij ESij ) 0
j 1
i 1, 2,, n (3- 10)
15
《结构化学》-双原子分子
(3-10)式是一个关于ca , cb 的二元一次方程组，要使 ca , cb
有非零解，必须使其系数行列式为零。
Haa E Hab ESab 0 Hba ESba Hbb E
3
《结构化学》-双原子分子
3.1 化学键理论简介
3.1.1 原子间相互作用 3.1.2 化学键理论 3.1.3 结构与性质的关系
4
《结构化学》-双原子分子
3.1.1 原子间相互作用
化学键和范德华力、氢键
3.1.2 化学键理论
分子轨道理论：近似求解薛定谔方程的方法，目前 量子化学研究的主流方法。1966年Nobel化学奖， Mulliken，1998年Nobel化学奖，Pople。
i 为已知函数。显然，=(x,y,z,c1,c2,…,cn)，即变分 函数 是坐标与一些可调节量 ci 的函数。
将(3-3)代入(3-2)计算将得到：
E E (c1, c2 cn ) (3- 4) 12
《结构化学》-双原子分子
E E (c1, c2 cn ) (3- 4)
(3-4)式代表平均能量 <E>是一些可调节参数的函数。
ca2Haa 2cacb Hab cb2Hbb ca2 2cacbSab cb2
整
理
E (ca2 2cacbSab cb2 ) ca2Haa 2cacb Hab cb2Hbb (3- 7)
14
《结构化学》-双原子分子 E (ca2 2cacbSab cb2 ) ca2Haa 2cacb Hab cb2Hbb (3- 7)

结构化学双原子的结构与性质演示文稿

结构化学双原子的结构与性质演示文稿

三条原则：
1． 对称性匹配
首要条件
若要原子轨道有效地组成分子轨道，必须满足对称性一致的原则 。（有相同的符号，β积分≠0）
2． 最大重叠越大 越大，体系能量降低较多
3． 能量相近
E 10eV 才能有效成键
第二十二页，共41页。
分子轨道形成的原则： MO可由AO线性组合得到：
设 双原子分子AB， a , 为bAO 那 caa cbb
由于电子具有自旋，单电子波函数应为轨道-自旋波函数，
其中空间部分成为分子轨道，所以一个分子轨道可以 容纳两个自旋相反的电子。
第三十三页，共41页。
第三十四页，共41页。
3 分子轨道理论发展现状
LCAO—MO的求解方法已程序化，可分为
半经验、从头算和密度泛函等方法
1998年，诺贝尔化学奖授予对密度泛函和从 头算方法做出巨大贡献的美国科学家科恩 (Walter Kohn) 教 授 和 英 国 的 波 普 (John Pople)教授。
第三十一页，共41页。
第二周期同核双原子分子的价层分子轨道能级顺序：
σ2s<σ2s* < σ2pz< π 2px= π 2py < π 2px* = π 2py* <σ 2pz *
分子轨道的能量：
u 如用 g（坐标原点中心对称）和 （中心反对称）来表示分子轨
道，那么，在符号前面冠以数字以示能量高低。
H2＞H2+
He2+＞He2
H2+和He2+分子体系，各有一未成对电子，
自旋不配对，在磁场中呈顺磁性
H2和He2分子，无未成对电子，在磁场中呈反 磁性。
第三十八页，共41页。
O2的电子组态为：

结构化学之双原子分子结构习题附参考题答案

结构化学之双原子分子结构习题附参考题答案

-. z.双原子分子构造一、填空题〔在题中空格处填上正确答案〕3101、描述分子中 _______________ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。

3102、在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子，在 A 原子的A 原子轨道上出现的概率为80%，B 原子的B 原子轨道上出现的概率为20%，则该分子轨道波函数。

3103、设A 和B 分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道，其对应的原子轨道能量为E A 和E B ，如果两者满足________， ____________ ， ______ 原则可线性组合成分子轨道 = c A A + c B B 。

对于成键轨道，如果E A ______ E B ，则c A ______ c B 。

(注：后二个空只需填 "=" ， ">" 或 "等比拟符号 )3104、试以z 轴为键轴，说明以下各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道，假设可能，则填写是什么类型的分子轨道。

2d z -2d zd yz -d yz d *z -d *z d *y - d *y3105、判断以下轨道间沿z 轴方向能否成键。

如能成键，则在相应位置上填上分子轨道的名称。

p * p z d *y d *z p *p zd *yd *z3106、AB 为异核双原子分子，假设A yz d 与B y p 可形成型分子轨道，则分子的键轴为____轴。

-. z. 3107、假设双原子分子 AB 的键轴是z 轴，则A 的 d yz 与B 的 p y 可形成________型分子轨道。

3108、以z 轴为键轴，按对称性匹配原则，以下原子轨道对间能否组成分子轨道？假设能，写出是什么类型分子轨道，假设不能，写出"不能"，空白者按未答处理。

s ，2d zd *y ，d *y d yz ，d yz d yz ，d *z s ，d *y，_______________，磁性________________。

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精品文档精品文档 双原子分子结构一、填空题（在题中空格处填上正确答案）3101、描述分子中 _______________ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。

3102、在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子，在 A 原子的φA 原子轨道上出现的概率为80%， B 原子的φB 原子轨道上出现的概率为20%， 则该分子轨道波函数 。

3103、设φA 和φB 分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道， 其对应的原子轨道能量为E A 和E B ，如果两者满足________ ， ____________ ， ______ 原则可线性组合成分子轨道 = c A φA + c B φB 。

对于成键轨道， 如果E A ______ E B ，则 c A ______ c B 。

(注：后二个空只需填 "=" ， ">" 或 "等比较符号 )3104、试以 z 轴为键轴， 说明下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道，若可能，则填写是什么类型的分子轨道。

2d z -2d zd yz -d yz d xz -d xz d xy - d xy3105、判断下列轨道间沿z 轴方向能否成键。

如能成键， 则在相应位置上填上分子轨道的名称。

p x p z d xy d xz p xp zd xyd xz3106、AB 为异核双原子分子，若φA yz d 与φB y p 可形成π型分子轨道，那么分子的键轴为____轴。

3107、若双原子分子 AB 的键轴是z 轴，则φA 的 d yz 与φB 的 p y 可形成________型分子轨道。

精品文档3108、以z轴为键轴，按对称性匹配原则，下列原子轨道对间能否组成分子轨道？若能，写出是什么类型分子轨道，若不能，写出"不能"，空白者按未答处理。

，_______________，磁性________________。

3110、在z方向上能与d xy轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是____________ ，形成的分子轨道是_________轨道。

3111、在x方向上能与d xy轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是______ _______ 。

3112、用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价层的电子组态：N2：_____________________________ ，O2：_____________________________ 。

3113、O2的分子轨道的电子组态(基态) ，磁性。

C2的分子轨道的电子组态(基态) ，磁性。

3114、C2+的分子轨道为_________________，键级___________________；HCl 的分子轨道为________________，键级___________________ 。

3115、按照简单分子轨道理论：(1) HF 分子基组态电子排布为___________________________，键级_______________，磁性________________。

(2) O2-离子基组态电子排布为_____________________________，键级_______________，磁性________________。

3116、Cl2分子的HOMO 是_______________，LUMO 是_________________。

3117、CN-的价电子组态，键级。

3118、OF，OF+，OF-三个分子中，键级顺序为________________。

3119、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+( )3120、HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是_________________________ 。

精品文档精品文档精品文档3121、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________________________ 。

O 2， NO ， CN ， C 2， F 2 3122、O 2 的键能比 O 2+的键能 _____________ 。

3123、分子光谱是由分子的 ______________ 能级跃迁产生的。

其中，远红外或微波谱是由 _______________ 能级跃迁产生的； 近红外和中红外光谱带是由_______________ 能级跃迁产生的； 紫外可见光谱带是由 _____________ 能级跃迁产生的。

3124、CO 2有_____ 种简正振动， _________种简正振动频率， _______种红外活性的正振动频率。

3125、在讨论分子光谱时， Franck-Condon 原理是指 ______________ 。

3126、σ轨道是指具有____________特点的轨道；π轨道是指具有____________特点的轨道；δ轨道是指具有____________特点的轨道。

3127、成键轨道的定义是___________________；反键轨道的定义是___________________；非键轨道的定义是___________________。

3128；s-s 轨道重叠形成____________________键；p x -p x 轨道迎头重叠形成____________________键；p x -p x 轨道并肩重叠形成____________________键；d xy -d xy 轨道沿 x 轴或 y 轴重叠形成____________________键；d xy -d xy 轨道沿 z轴重叠形成____________________键。

3129、质量为 m 、力常数为 k 的简谐振子的能级公式为______________。

3130、质量分别为 m 1和 m 2、核间距为 r 的双原子分子的转动能是_______。

3131、水分子有____种简正振动，____种简正振动频率，____种红外活性的简正振动频率。

3132、写出下列分子基态的价电子组态和键级：(1) N 2+ ；(2) CN - ；(3) O 2+ 。

3133、根据同核双原子分子的电子组态，写出2O 及其离子+2O ，-2O ，-22O 的键级。

， ， ， 。

二、选择题(从给出的答案中选择正确的答案，填在后面的括号内) 3201、H 2+的H ˆ= 21∇2- a r 1 - b r 1 +R1， 此种形式已采用了下列哪几种方法： ----------------------- ( )精品文档精品文档(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 3202、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3203、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3204、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(C) (c ij )1/2 (D) (c ij )-1/23205、两个原子的 d yz 轨道以 x 轴为键轴时， 形成的分子轨道为--------------------- ( )(A) σ轨道 (B) π轨道(C) δ轨道 (D) σ-π轨道3206、若以x 轴为键轴，下列何种轨道能与p y 轨道最大重叠？-------------------------- ( )(A) s (B) d xy(C) p z (D) d xz3207、下列分子或离子净成键电子数为 1 的是：-------------------------- ( )(A) He 2+ (B) Be 2 (C)B 2+ (D)+2N + (E) Li 23208、下列分子中哪一个顺磁性最大：-------------------------- ( )(A) N 2+ (B) Li 2 (C) B 2 (D) C 2 (E) O 2-3209、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 +> OF3210、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。

如果电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明该电子是：-------------------------- ( )(A) 从成键 MO 上电离出的 (B) 从非键 MO 上电离出的(C) 从反键 MO 上电离出的 (D) 不能断定是从哪个轨道上电离出的精品文档精品文档3211、H 2 分子的基态波函数是：-----------------------------( )(A) 单重态 (B) 三重态 (C) 二重态 (D) 多重态3212、一个分子的能级决定于分子中电子的运动、原子骨架的平动、振动和转动，将四部分运动的能级间隔分别记为∆E e ， ∆E t ， ∆E v 和∆E r 。

一般而言，它们的相对大小次序是：----------------------------- ( )(A) ∆E e > ∆E t > ∆E v > ∆E r (B) ∆E r > ∆E v > ∆E t > ∆E e(C) ∆E t > ∆E e > ∆E v > ∆E r (D) ∆E e > ∆E v > ∆E r > ∆E t3213、谐振子的零点振动能是：----------------------------- ( )(A) 0 (B) 21 h ν (C) h ν (D) 23 h ν 3214、用刚性模型处理双原子分子转动光谱， 下列结论不正确的是：------------- ( )(A) 相邻转动能级差为 2B (J +1) (B) 相邻谱线间距都为 2B(C) 第一条谱线频率为 2B (D) 选律为∆J =±1 3215、下列分子中有纯转动光谱的是：--------------- ( )(A) O 2 (B) (C) H 2 (D) HCl3216、双原子分子的振─转光谱，P 支的选律是：---------------( )(A) ∆J = +1 (B) ∆J = -1(C) ∆J = ±1 (D) 都不对 3217、对溴化氢分子在远红外区测定吸收光谱，得到一系列间距为 16.94 cm -1的谱线。