结构化学综合复习专题训练资料

复习题一一、单向选择题1、 为了写出一个经典力学量对应的量子力学算符,若坐标算符取作坐标本身,动量算符应是以一维运动为例A mvB i x ∂∂ C222x ∂-∂2、 丁二烯等共轭分子中π电子的离域化可降低体系的能量,这与简单的一维势阱模型是一致的, 因为一维势阱中粒子的能量 A 反比于势阱长度平方 B 正比于势阱长度 C 正比于量子数3、 将几个简并的本征函数进行线形组合,结果 A 再不是原算符的本征函数 B 仍是原算符的本征函数,且本征值不变 C 仍是原算符的本征函数,但本征值改变4、N 2、O 2、F 2的键长递增是因为 A 核外电子数依次减少 B 键级依次增大 C 净成键电子数依次减少5、下列哪种说法是正确的 A 原子轨道只能以同号重叠组成分子轨道 B 原子轨道以异号重叠组成非键分子轨道C 原子轨道可以按同号重叠或异号重叠,分别组成成键或反键轨道6、下列哪组点群的分子可能具有偶极矩： A O h 、D n 、C nh B C i 、T d 、S 4 C C n 、C nv 、7、晶体等于: A 晶胞+点阵 B 特征对称要素+结构基元 C 结构基元+点阵 8、 着名的绿宝石——绿柱石,属于六方晶系;这意味着 A 它的特征对称元素是六次对称轴 B 它的正当空间格子是六棱柱C 它的正当空间格子是六个顶点连成的正八面体9、布拉维格子不包含“四方底心”和 “四方面心”,是因为它们其实分别是：A 四方简单和四方体心B 四方体心和四方简单C 四方简单和立方面心10、某晶面与晶轴x 、y 、z 轴相截, 截数分别为4、2、1,其晶面指标是 A 124 B 421 C 1/4,1/2,111、与结构基元相对应的是: A 点阵点 B 素向量 C 复格子 12、“CsCl 型晶体的点阵为立方体心点阵”这一表述 A 正确. B 不正确, 因为立方体心不是一种点阵.C 不正确, 因为CsCl 型晶体的点阵为立方简单点阵.13、空间格子共有多少种形状和形式: A 8, 32 B 7, 14 C 4, 514、 晶面作为等程面的条件是: A h =nh , k =nk , l =nl n 为整数B h =mh , k =nk , l =pl m 、n 、p 为整数C h =rh , k =sk , l =tl r 、s 、t 为分数15、在离子晶体中,决定正离子配位数的关键因素是 A 正负离子半径比 B 正负离子电价比C 正负离子电负性之比16、某种离子晶体AB 被称为NaCl 型, 这指的是 A 它的化学组成 B 它的结构型式 C 它的点阵型式17、原子的轨道角动量绝对值为 A ll +1 2B l l ()+1C l 18、分子轨道的定义是A 描述分子中电子运动的状态函数B 分子空间运动的轨道C 分子中单个电子空间运动的轨道D 描述分子中单个电子空间运动的状态函数19、氢原子的轨道角度分布函数Y 10的图形是 A 两个相切的圆 B “8”字形C 两个相切的球面D 两个相切的实心球20、反式二氯乙烯所属点群为 AC 3 BD 3d CC 2h DC 2v1～10 ：B,A,B,C,C,C,C,A,A,A 10～20 ：A,C,B,A,A,B,B,D,C,C 二. 填空题1、函数：①xe ,②2x ,③x sin 中,是算符22dxd 的本征函数的是 ,其本征值分别是 ; e x ,sinx ；1,—1；2、氢原子的3Pz 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;3、衍射指标hkl 规定了 ,晶面指标hkl 规定了 ,两者的关系是 ;衍射方向；晶面方向；***,,nl l nk k nh h ===三. 简答题1、请找出下列叙述中可能包含着的错误,并加以改正：原子轨道AO 是原子中的单电子波函数,它描述了电子运动的确切轨迹. 原子轨道的正、负号分别代表正、负电荷. 原子轨道的绝对值平方就是化学中广为使用的“电子云”概念,即几率密度. 若将原子轨道乘以任意常数C,电子在每一点出现的可能性就增大到原来的C 2倍.1、解：错误1. “它描述了电子运动的确切轨迹”;改正: 它并不描述电子运动的确切轨迹.根据不确定原理, 原子中的电子运动时并没有确切的轨道.错误2.“原子轨道的正、负号分别代表正、负电荷”; 改正: 原子轨道的正、负号分别代表波函数的位相.错误3. “电子在每一点出现的可能性就增大到原来的C 2倍”;改正: 电子在每一点出现的可能性不变根据玻恩对波函数物理意义的几率解释.2、将2p +1与2p -1线性组合得到的2p x 与2p y , 是否还有确定的能量和轨道角动量分量为什么2、解：有确定的能量,但没有确定的轨道角动量分量;因为2p +1与2p -1线性组合得到的2p x 与2p y ,其主量子数没变,所以能量不变,但后者是实波函数,没有确定的轨道角动量分量.四．计算题试用HMO 法确定线形的+3H 和三角形的+3H 状态哪种更稳定些 解：直线形时：β21+=a E ,a E =2,β23-=a E ； 三角形时：β21+=a E ,βα-==32E E ；两者比较,E 三角较大,更稳定些;五．计算题CN 分子的远红外光谱中,相邻谱线间距平均为1-cm ,求该分子的核间距 按刚性转子模型,相对原子质量C=,N=,h=ⅹ解：18989.127978.3-==cm B ； 2462104742.18m kg B h I c ⋅⨯==-π；六．计算题对某立方晶系AB 型金属氧化物,用波长为λ=的X 射线得到粉末衍射图, 各衍射线的θ角如下表.1 计算并填写上述表格.2 判断该晶体的点阵型式.3 计算晶胞常数a .解1 略2 由上表的衍射指标平方和序列或衍射指标显示的全奇全偶规律,可知点阵型式为立方面心.3 由上表可求出λ2/4a 2平均=, 所以,晶胞常数a=421pm 复习是二一、单向选择题1、+He 离子n=4的状态有 A4个 B8个 C16个 D20个2、氢原子的轨道角度分布函数Y 10的图形是 A 两个相切的圆 B “8”字形 C 两个相切的球面 D 球形3、2N 、+2N 和-22N 的键能大小次序是 A -+>>2222N N N B -+>>2222N N N C +->>2222N N N D +->>2222N N N4、与C 轴垂直的晶面的晶面指标是 A112B100C010 D0015、CsCl 晶体中,每个铯离子周围紧靠着的氯离子数目是 A4个 B6个 C8个 D12个6、将几个非简并的本征函数进行线形组合,结果 A 再不是原算符的本征函数B 仍是原算符的本征函数,且本征值不变C 仍是原算符的本征函数,但本征值改变7、 下列哪一条属于所谓的“成键三原则”之一：A 原子半径相似B 对称性匹配C 电负性相似8、下列哪些分子或分子离子具有顺磁性A O 2、NOB N 2、F 2C O 22+、NO+9、下列哪两种晶体具有不同的点阵型式:A NaCl 与CsClB NaCl 与CaF 2C NaCl 与立方ZnS10、下列哪种性质是晶态物质所特有的：A 均匀性B 各向异性C 旋光性11、点阵是: A 有规律地排布的一组点.B 按连接其中任意两点的向量平移而能复原的无限多个点.C 只沿特定方向平移而能复原的有限数目的点.12、在某立方晶体的X 衍射粉末图上发现,h +k +l =奇数的衍射产生了系统消光,这种晶体具有下列哪种点阵 A 立方体心 B 立方简单 C 立方面心13、六方晶胞的形状是 A 六棱柱B 六个顶点的封闭凸多面体C α=β=90o ,γ=120o的平行六面体14、划分正当晶格的第一条标准是A 平行六面体B 尽可能高的对称性C 尽可能少的点阵点15、空间格子中, 顶点、棱心、面心对格子的贡献分别为 A 1/8, 1/4, 1/2 B 1, 1, 1 C 1, 1/2, 1/416、丁二烯等共轭分子中π电子的离域化可降低体系的能量,这与简单的一维势阱模型是一致的, 因为一维势阱中粒子的能量A 反比于势阱长度平方B 正比于势阱长度C 正比于量子数1～8 ： C,C,A,D,C,C,B,A 8～16 ： A,B,B,A,C,A,A,A 二. 填空题1、Li 原子的哈密顿算符,在 近似的基础上是:;2、+He 的z p 3轨道有 个径向节面,有 个角度节面;1；1;3、氢原子z p 3状态的能量是 eV,角动量是 ,角动量在磁场方向4、苯分子中有 大π键,它属于 点群；反式二氯乙烯分子中有 大π键,它属于点群,H 2O 分子属 点群,有 个群元素; 5、晶体中可能存在的独立的宏观对称元素共 种; 6、组成晶体的最小单位叫 ,根据其特征对称元素可分为 晶系; 晶胞；7个三. 简答题1. 简述几率密度和几率概念:解：几率密度和几率: 对于定态波函数Ψq , Ψq Ψq 代表在空间q 点发现粒子的几率密度, 其量纲是L -3L 代表长度. 而ΨΨqd τ代表在空间q 点附近微体积元dτ内发现粒子的几率,是无量纲的纯数; ∫ΨΨqd τ代表在无穷空间中发现粒子的总几率, 对于归一化波函数, 此积分为一.2. 简并态和非简并态:解：简并态和非简并态: 几个互相独立的波函数,若对于某个算符通常多指能量算符具有相同的本征值,这种现象就是所谓的“简并性”,这些波函数代表的状态就称为简并态；反之即为非简并态.3、写出2O 分子的电子组态,分析成键情况,解释其磁性;解： 2*242222*2222*1212:p p p s s s s O ππσσσσσ,1个σ键p 2σ,2个三电子π键,总键级2,顺磁性分子；四．计算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;解：βα21+=β-=离域, βπ2-=阴，E , βπ4-=阳，E ；可见阳离子键能大;五．计算题已知HI 的纯转动光谱的谱线间的间隔是13.10cm -1,试用刚性转子模型求HI 键长 I 的相对原子质量为;解：μ1=c R ；Bc hI 28π=；155.6-=cm B ；A N 9.1279.1261⨯=μ； 2310022.6⨯=A N ；复习题三一、 选择题每题2分,共22分1、下列哪个络合物的磁矩最大------------------------------A 六氰合钴Ⅲ离子B 六氰合铁Ⅲ离子C 六氨合钴Ⅲ离子D 六水合锰Ⅱ离子 2、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是 A )3(xz d ϕ B )3(yz d ϕ C )3(xy d ϕ D )3(2z d ϕ3、乙烷、乙烯、乙炔中,质子化学位移的δ值依次是 ; A 乙烷<乙烯<乙炔 B 乙烷<乙炔<乙烯 C 乙炔<乙烯<乙烷 D 乙烷=乙烯>乙炔4、如果0E 是一维势箱中电子最低能态的能量,则电子在E 3能级的能量是 A20E B40E C90E D180E5、氢原子3P 径向函数对r 做图的节点数为 A0 B1 C2 D36、化合物CO 2、CO 和CH 32CO 中,碳氧键键长是 ACO 最长,CO 2最短 BCO 2最长,CH 32CO 最短 C 一样长 DCO 最短,CH 32CO 最长7、反式二氯乙烯所属点群为 AC 3 BD 3d CC 2h DC 2v8、测不准关系的含义是指（A ） 粒子太小,不能准确测定其坐标； B 运动不快时,不能准确测定其动量C 粒子的坐标的动量都不能准确地测定；D 不能同时准确地测定粒子的坐标与动量 9、下列分子中,键角最大的是AH 2O BNF 3 CNH 3 DOF 210、下列化合物中,C1的活泼性最强的是 AC 6H 5Cl BC 6H 5CH 2Cl CC 6H 52CHCl DC 6H 53CCl11、3种配合物：①-24HgI ②4)(CO Ni ③+262)(O H Mn 中有d-d 跃迁光谱的是A ①B ②C ③D ②和③二、填空题每空2分,共20分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;3、晶体中可能存在的独立的宏观对称元素是 共8种;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56、与氢原子的基态能量相同的Li 2+三、共16分1+262])([O H Fe 和-46])([CN Fe 中+2Fe 的有效离子半径哪个大 2+262])([O H Fe 中d 电子的CFSE 用∆表示是多少3估算两者的磁矩；4推测两者是否具有理想的八面体构型前者高自旋,后者低自旋; 解：1+262])([O H Fe 中+2Fe 的有效离子半径较大； 2∆4.0；4六水合铁有小畸变,六氰合铁为理想八面体构型; 各4分 四、共14分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;五、共10分金属镍为A1型结构,原子间最近接触间距为m 1010-⨯,计算它的晶胞参数和理论密度;M=六、共8分已知sp 2杂化轨道为：X P S ϕϕφ32311+=；y X P P S ϕϕϕφ2161312+-=1求出3ϕ；2证明2ϕ和3ϕ正交;七、共10分已知HI 的纯转动光谱的谱线间的间隔是13.10cm -1, 试用刚性转子模型求HI键长I 的相对原子质量为;解：复习题三参考答案及评分标准一、DDBCB/DCDCD/C 二、1、; 2、9 ; 3、1,2,3,4,6,4,m, i;4、h eV 2;916.13⨯-/2π；无确定值；1；1；5、2p 3/2;6、3S,3P,3d三、1+262])([O H Fe 中+2Fe 的有效离子半径较大； 2∆4.0；30,24)24(4)2(21==+=+=μμμμμB B B n n4六水合铁有小畸变,六氰合铁为理想八面体构型; 各4分 四、 14分=3分+3分+4分βα21+=Eβπ2-=阴，, βπ4-=阳，E ；可见阳离子键能大;五、10A1型结构,24a r =m r 210492.210÷⨯=-,m a 1010524.3-⨯=()33233331095.81002.61071.584--⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==m kg a N a NM A ρ 5分+5分六、8分1依杂化三原则可求出：y X P P S ϕϕϕφ2161313--=2021216161313132=•-•+•=⎰τψψd 各4分 七、10分μ1=c R ；Bch I 28π=；155.6-=cm B ； AN 9.1279.1261⨯=μ； 2310022.6⨯=A N ； 5分pm N R A c 1619.1269.12710355.6810626.610227=⋅⨯⨯⨯=-π 5分。

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。

结构化学复习题一．选择题1. 比较 2O 和 2O + 结构可以知道 （ D ）A. 2O 是单重态 ; B ．2O +是三重态 ; C ．2O 比2O + 更稳定 ; D ．2O +比2O 结合能大2. 平面共轭分子的π型分子轨道（ B ）A.是双重简并的.; B ．对分子平面是反对称的; C.是中心对称的;D ．参与共轭的原子必须是偶数.3. 22H O 和22C H 各属什么点群？（ C ）A.,h h D D ∞∞ ; B ．2,h C D ∞ ; C ．,h D C ν∞∞ ; D ．,h D D ν∞∞ ; Ｅ22,h C C4. 下列分子中哪一个有极性而无旋光性？（ B ）A.乙烯 ;B.顺二卤乙烯 ; C 反二卤乙烯; D.乙烷（部分交错）; Ｅ. 乙炔5. 实验测得Fe （H 2O ）6的磁矩为5.3μ.B,则此配合物中央离子中未成对电子数为（ C ）A. 2 ; B ．3 ; C ．4 ; D ．5.6. 波函数归一化的表达式是 ( C ) A. 20d ψτ=⎰ ; B.21d ψτ>⎰ ; C. 21d ψτ=⎰ ; D.21d ψτ<⎰7. 能使2ax e - 成为算符222d Bx dx-的本征函数的a 值是( B )A .a=;B ．a= ; C ．a= ; D ．a=8. 基态变分法的基本公式是：（ D ） A.0ˆH d E d ψψτψψτ**≤⎰⎰ ;B.0ˆH d E d ψψτψψτ**<⎰⎰ ;C ．0ˆH d E d ψψτψψτ**>⎰⎰ ;D ．0ˆH d E d ψψτψψτ**≥⎰⎰9. He +体系321ψ的径向节面数为：（ D ）A ． 4 B. 1 C. 2 D. 010. 分子的三重态意味着分子中 （ C ）A.有一个未成对电子;B.有两个未成对电子;C.有两个自旋相同的未成对电子; D.有三对未成对电子．11. 下列算符不可对易的是 ( C )A.∧∧y x 和 ; B y x ∂∂∂∂和 ; C ．ˆx p x i x ∧∂=∂和 ; D ．x p y ∧∧和12. 波函数归一化的表达式是 ( C ) A. 20d ψτ=⎰ ; B.21d ψτ>⎰ ; C. 21d ψτ=⎰ ; D.21d ψτ<⎰ 13. 在关于一维势箱中运动粒子的()x ψ和2()x ψ的下列说法中，不正确的是( B )A. ()x ψ为粒子运动的状态函数;B.2()x ψ表示粒子出现的概率随x 的变化情况;C . ()x ψ可以大于或小于零, 2()x ψ无正、负之分; D.当n x ∞→,2x ψ图像中的峰会多而密集,连成一片,表明粒子在0<x<a 内各处出现的概率相同.14. 氯原子的自旋量子数s 在满足保里原理条件下的最大值及在s 为最大值时，氯原子的轨道量子数l 的最大值分别为（ C ）。

化学竞赛初赛专题训练（结构化学）第一题磷不仅在地壳中广泛分布（丰度居所有元素的第13位）也存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中，是动植物不可缺少的元素之一，磷有三种同素异形体，分别是白磷、红磷和黑磷。

1.在液态和800 C以下的蒸气中，磷单质主要以P4分子形态存在。

P4分子的空间构型为 _________________ , P —P—P键角为___________ 。

32 .将白磷隔绝空气加热到1700 C,测得蒸气的密度（1大气压下）为0.509kg/m ，并检测到磷原子间有两种键长。

确定1700 C下磷蒸气的主要成分，写出分子式、画出结构式、计算出体积百分含量。

3 •白磷在30 C左右即自燃，因此保存白磷的方法是_____________________________ 。

4 •白磷在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成A，空气充足时生成B, A、B的结构都以P4分子结构为基础而衍生的。

写出A、B的分子式，画出A、B的结构式。

5 •氧化物A中磷原子的空间构型是____________ ，氧原子的空间构型是___________ ，还有两种有机化合物的骨架结构与A类似，一种是烃（C）,另一种是含N衍生物（D）,请分别写出C、D的化学式，画出结构简式。

6 . NH4+和HCHO在水溶液中可发生反应，生成化合物D。

写出离子方程式。

现有一瓶失去标签的一元酸的铵盐，为了测定其含氮量，称取2g样品溶于水，加入适量HCHO的溶液配成100mL溶液，再取10mL，滴入酚酞后再逐滴加入0.1mol/LNaOH 溶液，当滴到25mL时溶液出现粉红色，且在半分钟内不褪色。

求铵盐中氮的质量分数。

7 •红磷的结构非常复杂，有人认为它是一种层状晶体，每一层是由许多磷原子环绕排列而成的五角形管道，管道中的重复单位是由______ 个原子构成的链节。

下图是“红磷管道中的链节”。

红磷是高分子化合物吗？________ ，为什么？8 .黑磷具有类似石墨的片层结构，有“金属磷”之称。

结构化学复习提纲第一章：量子力学基础一、微观粒子的运动特征1、光与微观粒子都具有波粒二象性。

联系波动性和粒子性的两个公式及其应用。

2、物质波的统计解释。

3、不确定原理。

坐标和动量的不确定关系、物理意义及其应用。

4、宏观物体和微观粒子运动特征的区别。

二、量子力学基本假设1、波函数合格波函数的条件波函数的物理意义2、物理量和线性自厄算符如何判断线性算符、厄米算符？坐标、动量、能量算符的形式。

3、本征方程、本征函数、本征值确定本征函数和本征值；书写不同体系的薛定谔方程（单电子、多电子、双原子分子、多原子分子体系）4、态叠加原理及物理量的平均值计算物理量平均值5 pauli原理三、势箱中的粒子1、一维势箱中粒子的波函数、能级及其性质2、丁二烯和染料的π共轭体系3、三维势箱中粒子的能级及简并度第二章：原子结构与性质一、氢原子1、氢原子的波函数ψnlm2、氢原子的量子数及其物理意义n,l,m,s,m s,j,m j3、氢原子波函数的径向分布图和角度分布图特征及节面个数二、多电子原子1、自洽场方法和中心力场法处理多电子原子的基本思想以及异同2、电离能、电子结合能、原子轨道能的物理意义及相互关系；3、Slater屏蔽常数法计算原子轨道能4、多电子原子的基态电子排布三、原子光谱1、原子的量子数L m L S m S J m J 的物理意义2、光谱项和光谱支项的推求要求：单电子原子非等价多电子原子3、组态的能级分裂电子相互作用——光谱项——自旋-轨道相互作用——光谱支项——磁场中——分裂为微观能态4、谱项能级高低的判断，以及基谱项的推求要求：单电子原子非等价多电子原子、等价多电子原子第三章：分子对称性1、分子的对称操作与对称元素2、群的定义3、分子点群4、分子对称性与偶极矩、旋光性的关系给定分子判断分子点群以及是否具有偶极矩和旋光性第四章：双原子分子结构与性质1、H2+的分子轨道：成键与反键轨道特征，共价键的本质2、分子轨道理论分子轨道理论要点；成键、反键、非键分子轨道的概念及性质；σ，π，δ成键与反键轨道的特点和形状；3、简单双原子分子轨道、能级顺序以及基态电子组态（同核、同核s-p混杂、异核）第五章：多原子分子结构与性质1、价层电子对互斥理论2、杂化轨道理论：常见的杂化轨道将杂化轨道理论与价层电子对互斥理论结合判断分子的几何构型与中心原子的杂化3、HMO理论HMO理论要点；分子轨道、能级、离域能、电荷密度、键级、自由价、分子图、反应活性；4、离域 键和共轭效应表示方法；酸碱性、化学反应的判断5、前线轨道理论判断反应条件和过程6、分子轨道对称守恒（了解）第六章：结构分析基础1、分子光谱分子内部运动方式与分子光谱之间的关系2、光电子能谱紫外光电子能谱、X射线光电子能谱与分子轨道性质间的关系3、磁共振1H-NMR给出的信息：峰的组数、化学位移、峰分裂数、峰面积作业11、 用透射电子显微镜摄取某化合物的选区电子衍射图，加速电压为200kV ，计算电子加速后运动时的波长。

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。

结构化学复习题及复习资料⼀、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______。

纯纱州纳纲市驳纵学校2021高三结构化学专题训练〔2〕〔分子结构与分子性质〕班别______________ 座号 _______________1．以下图是Na、Cu、Si、H、C、N元素单质的熔点上下的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。

〔1〕请写出上图中d单质对元素原子基态时的电子排布式。

〔2〕单质a、f、b对的元素以原子个数比1：1：1形成的分子中含个σ键，个π键。

〔3〕a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为；将X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量，生成的含d元素离子的化学式为，其中X与d的高价离子之间以键结合。

〔4〕上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构为：，该含氧酸的分子式为：，请简要说明该物质易溶于水的原因。

2．人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛用的金属那么被家预测为是钛〔Ti〕。

钛外观似钢，具有银灰光译。

钛的特性是强度大，密度小(4.51g/cm3)，硬度大，熔点高(1675℃)，自1791年英国牧师格列高尔发现钛至今，钛和钛的合金已被广泛用于制造飞机、、卫星、宇宙飞船、舰艇、汽轮机、化工设备、电讯器材、人造骨骼，被誉为“未来的金属〞。

试答复以下问题：〔1〕Ti元素在元素周期表中的位置是第周期，第族；其基态原子的价电子层排布为。

按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于区元素。

〔2〕在Ti的化合物中，可以呈现＋2、＋3、＋4三种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳。

①偏钛酸钡的热稳性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有用。

偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如以下图,它的化学式是。

②Ti3＋可形成配位数为6的配合物。

现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一为绿色，但相关证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。

为测这两种晶体的化学式，设计了如下：a．分别取质量的两种配合物晶体的样品样配成待测溶液；b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤枯燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反得到沉淀质量的2/3。

1 已知在一维势箱中粒子的归一化波函数为()i n n n x x l πϕ=1,2,3n =⋅⋅⋅ 式中l 是势箱的长度，x 是粒子的坐标)x l <，求粒子的能量，以及坐标、动量的平均值。

解：（1）将能量算符直接作用于波函数，所得常数即为粒子的能量：222n 222h d n πx h d n πx ˆH ψ(x )-)-)8πm d x l 8πm d x l ==(sin )n n n x l l l πππ=⨯-22222222()88n h n n x n h x m l l ml ππψπ=-⨯= 即：2228n h E ml =（2）由于ˆˆx()(),x n n x c x ψψ≠无本征值，只能求粒子坐标的平均值： ()()x l x n sin l x l x n sin l x x ˆx x l *ln l*nd 22d x 000⎰⎰⎰⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==ππψψ()x l x n cos x l dx l x n sin x l l l d 22122002⎰⎰⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππ2000122sin sin d 222l l l x l n x l n x x x l n l n l ππππ⎡⎤⎛⎫=-+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎰ 2l =（3）由于()()ˆˆp ,p x n n x x cx ψψ≠无本征值。

按下式计算p x的平均值: ()()1*ˆd x n x n p x px x ψψ=⎰0d 2n x ih d n x x l dx l πππ⎛=- ⎝⎰20sin cos d 0l nih n x n x x l l l ππ=-=⎰2 用HMO 法解环丙烯正离子()33C H +的离域π键分子轨道波函数，并计算π键键级和C 原子的自由价。

解：（1）()33C H +的骨架如图5.12（a ）所示：C 1C 2C 3HH H图5.12(a)按LCAO ，其离域π键分子轨道为： 112233i ic c c c ψφφφφ=++=∑式中i φ为参与共轭的C 原子的p 轨道，i c 为变分参数，即分子轨道中C 原子的原子轨道组合系数，其平方表示相应原子轨道对分子轨道的贡献。

结构化学期末复习参考资料1.Na原子光谱的钠D线是由Na原子中的电子从3p到3的跃迁产生的。

在无外磁场的情况下，该D线分裂为几条谱线？这些谱线是由哪些跃迁产生的？请画图表示。

2.计算下列情况下原子的微观状态数①在原子的一个光谱支项3D2中②在原子的一个光谱线3D中③在原子的一个光谱项4S中④在原子的一个组态d2中⑤在原子的一个组态p2d2中⑥在原子的一个组态1p2d2中3.当原子处在3D2所表征的状态时，测量以下各力学量，其值各是多少（用作单位）①原子的总轨道角动量L；②原子的总自旋角动量S；③原子的总角动量J；④原子的总角动量在磁场方向的投影分量Jz；⑤在外磁场中，此光谱支项分裂为几个蔡曼能级。

4.某原子的一个单电子空间波函数（不考虑自旋）：R(r)Y(,)R(r)()()，其中R(r),()和()都已归一化，下列式子哪些成立A.2dr1B.Rdr1C.R2r2dr12D.2Ydd1E.2ind125.氢原子波函数分别为：A.Ψ2p+1+Ψ2p-1B.Ψ2p+1+Ψ3p+1+Ψ4p+1C.Ψ2+Ψ2pz①其中哪些函数是氢原子哈密顿算符的本征函数？②哪些函数是氢原子角动量平方算符的本征函数？③哪些函数是氢原子角动量z分量算符的本征函数？6.写出下列电子组态的全部光谱项和光谱支项：①氖原子基态；②铝原子基态；③p2；④d2；⑤1p1；⑥p1p17.已知氢原子中电子的状态Ψ210，写出该状态下的：①能量；②角动量的大小（即角动量矢量的长度）；③角动量矢量在z轴方向（即磁场方向）上的投影分量；④根据其径向分布函数的极大值数和节点数，粗略地画出其径向分布图；⑤粗略地画出其波函数的角度分布；⑥粗略地画出该状态的电子云图（即电子云空间分布图）。

8.氢原子中，函数Ψ=C1Ψ210+C2Ψ311+C3Ψ31-1(其中Ψ，Ψ311，Ψ31-1都已归一化)所描述的状态中，①其能量平均值是多少R(R=13.6eV)？②能量为-R/4出现的几率是多少？③角动量的均方根值是多少④角动量值为2出现的几率是多少？⑤角动量z分量的平均值是多少？⑥角动量z分量的值为2出现的几率是多少？9.箱长为L的一维势箱中运动的粒子（质量为m）处在某一任意能级En中，问：①粒子的坐标某有无确定值？若有，其值多少？若无,则求其平均值；②粒子的动量P某有无确定值？若有，其值多少？若无，则求其平均值；③粒子的动量平方P某有无确定值？若有，其值多少？若无，求其平均值；④粒子的动能有无确定值？若有，其值是多少？若无，则求其平均值。

一、选择题 ( 共10题 19分 ) 4. 2 分 (3019)3019 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5. 2 分 (3023)3023 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 xz6. 2 分 (1037) 1037在长l =1 nm 的一维势箱中运动的He 原子，其de Broglie 波长的最大值是：------- ( ) (A) 0.5 nm (B) 1 nm (C) 1.5 nm (D) 2.0 nm (E) 2.5 nm7. 2 分 (1009) 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---------------( )(A) λch E = (B) 222λm h E = (C) 2) 25.12(λe E = (D) A ，B ，C 都可以8. 2 分 (1114)1114 普朗克常数是自然界的一个基本常数，它的数值是：------------------------（ ）(A) 6.02×10-23尔格 (B) 6.625×10-30尔格·秒(C) 6.626×10-34焦耳·秒 (D) 1.38×10-16尔格·秒9. 2 分 (1101)1101 关于光电效应，下列叙述正确的是：(可多选) ---------------------------------（ ）(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成正比 (D)入射光子能量越大，则光电子的动能越大10. 1 分 (5087)5087非极性分子中的化学键------------------------------- ( )(A) 都是非极性键 (B) 都是极性键 (C) 可有极性键和非极性键2. 2 分 (3059)O2的键能比 O2+的键能 ___小____ 。