结构化学习题
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第一章量子力学基础一选择题(1)根据无限深势阱中电子的能级公式,近似估计:当宏观粒子变为纳米微粒时,HOMO与LUMO之间的能隙将发生什么变化:(A)变大(B)变小(C)不变(2)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,动量应换成算符(以一维运动为例)(A) mv (B)ħƏ / i Ə x (C)-ħ2Ə2/ Əx2(3)电子的de broglie波长为(A)λ= h / p(B)λ= c/ υ(C)λ= ∆x∆px(4)丁二烯等共轭分子中的π电子的离域化可降低体系的能量,这与简单的一维势阱中的粒子模型是一致的,因为一维势阱中的粒子的能量(A)反比于势阱长度的平方(B)正比于势阱长度(C)正比于量子数(5)对于厄米算符,下面那些说法是对的:(A)厄米算符中必然不包含虚数(B)厄米算符的本征值必定是实数(C)厄米算符的本征函数中必然不包括虚数(6) 对于算符Ĝ的非本征态(A)不可能测量其本征值g(B)不可能测量其平均值<g>(C)本征值与平均值均可测量,且两者相等第二章原子结构(1)P2组态的原子光谱项为:(A)1D,3P,1S (B)3D ,1P ,3S (C)3D,3P ,1D(2)Hund规则适用于下列哪种情况:(A)求出激发组态下的能量最低谱项(B)求出基组态下的基谱项(C)在基组态下为谱项的能量排序(3)配位化合物中d→d跃迁一般都很弱,因为这种跃迁属于(A)g←∕→g (B)g↔u (C)u←∕→u(4)CI原子基态的光谱项为2P,其能量最低的光谱支项为:(A) 2P3/2 (B) 2P1/2(C) 2P第三章双原子分子结构与化学键理论(1)用线性变分法求出的分子基态能量比起基态真实能量,只可能(A)更高或相等(B)更低 (C) 相等(2)N2,O2,F2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(3)根据O2与O2+的电子结构,可知(A)O2是单重态(B) O2+是三重态(C)O2+比O2的键长短(4)顺磁性分子中的电子(A)有的不成对(B)完全成对(C)完全不成对(5)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(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)氧的O2+,O2,O2-,O22- 对应下列哪种键级顺序:(A)2.5,2.0,1.5,1.0 (B)1.0,1.5,2.0,2.5 (C)2.5,1.5,1.0,2.0(7)下列哪些分子或分子离子具有顺磁性:(A)O2 ,N2(B) N2,F2(C)O22+,NO+第四章分子对称性与群论初步(1)丙二烯属于D2d点群,表明它有(A)两个小π键(B)一个∏34两个(C)两个∏33(2)C60 ,NH3,立方烷的分子点群分别是(A)C1, C2 ,C3(B)D2,D4V ,Td(C)Ih,C3V ,Oh(3) 含有不对称C原子但能与其镜像重合的化合物是(A)内消旋化合物(B)外消旋化合物(C)不对称分子(4) 下列哪组点群的分子可能具有偶极距:(A)Oh ,Dn ,Cnh(B)Ci ,Td ,S4(C)Cn ,Cnv ,Cs(5) CCI4 PH3SF6的分子点群分别是(A)C4 C3C6(B)D2D3hTd(C)TdC3vOh(6 非极性分子的判据之一是(A) 所有对称元素交于唯一一点(B) 至少有两个对称元素只交于唯一一点(C) 两个对称元素相交(7) 下列那种分子可能具有旋光性:(A)丙二烯(B)六螺环烯(C) C60(8) [Co(NH3)4(H2O)2]3+能够有几种异构体:(A)2 (B)3 (C)6(9) 一个分子的分子点群是指:(A)全部对称操作的集合 (B)全部对称元素的集合(C)全部实对称操作的集合(10) 群中的某些元素若是可以通过相似变换联系起来,它们就共同组成(A)一个类(B)一个子群(C)一个不可约表示(11) 几个不可约表示的直积是(A) 可约表示(B)不可约表示(C)可约表示或不可约表示(12)水分子B1振动的基包括X和XZ,这种振动(A) 只有红外活性(B)只有拉曼活性(C)兼有红外和拉曼活性第五章多原子分子的结构与性质(1) 用VSEPR理论判断,IF5的几何构型是(A)三角双锥(B)正四棱锥(C)平面五边形(2)共轭有机分子的哪种原子上易发生游离基反应:(A)ρ较大的分子(B)F较大者(C)任意原子(3)己三烯电环化反应,在加热条件下保持什么对称性不变:(A)C2 (B)m (C)m和C2(4)根据分子轨道对称守恒原理,乙烯加氢反应是对称性禁阻的,由此判断(A)反应在热力学上必然属于吸热反应(B)平衡产率必然很低(C)反应活化能比较大(5)分子的下列反应哪些性质必须用离域分子轨道来描述(A)电子能谱,电子光谱(B)偶极距, 电荷密度(C)键长,键能第六章晶体的点阵结构与X射线衍射法(1)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(2)“六方晶系”这个名称表明其(A)晶胞形状为六棱柱(B)晶体有6次对称轴(C)晶胞中含有6个结构基元(3)下列哪两种晶体具有不同的点阵型式(A)NaCl与CsCl (B)NaCl与CaF2(C)NaCl与立方ZnS(4)Bravais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(5)某晶面与晶轴x,y,z轴相截,截数分别是4,2,1,其晶面指标是(A)(124)(B)(421)(C)(1/4,1/2,1)(6)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(7)与结构基元相对应的是(A)点阵点(B)素向量(C)复格子(8)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(9)金刚石与立方ZnS(A)点阵型式都是立方面心( B )点阵型式都是立方简单( C )点阵型式不同(10)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(11) “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(12)六方晶胞的形状是(A)六棱柱(B)6个顶点的封闭凸多面体(C)α=β=90°,γ=120°的平面六面体(13)空间格子共有多少种形状和型式(A)8,32(B)7,14(C)4,514)划分正当格子的第一标准是(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)当Laue方程被满足时,空间点阵中被平移群Tmnp=ma +nb +pc所概括的任意两点阵点之间的波程差的波数为(A)mh+nk+pl(B)m+n+p(C)h+k+l(17)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)第七章金属晶体与离子晶体的结构(1)在离子晶体中,决定正离子配位数的关键因素是(A)正负离子的半径比(B)正负离子的电价比(C)负离子的电负性之比(2)对于二元离子晶体,下列哪一式成立:(A) n+/n-=Z-/Z+=CN-/CN+(B)n-/n+Z-/Z+=CN-/CN+(C)n+/n-=Z-/Z+=CN+/CN_(3)马德隆(madelung)常数与离子晶体的哪种因素有关:(A)化学组成(B)晶体结构型式(C)离子键长(4)Ge晶体(A4,即金刚石的结构)的空间利用率(堆积系数)小于W晶体(A2),它们的晶胞中的原子数目是:(A)Ge<W (B)Ge>W (C)Ge=W (5) NaCl与 CaF2晶体的相同之处是:(A)结构单元(B)负离子堆积方式(C)点阵型式(6)4:4是下列哪一种晶体的CN+/CN-:(A)CsCl (B)NaCl (C)六方ZnS(7)对于CaF2晶体,“简单立方”一词描述的是它的(A)负离子的堆积方式(B)点阵型式(C)正离子的堆积方式(8)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(9)有的书说CaF2晶体是立方面心堆积中的全部四面体空隙被占据,有的书中却说是简单立方堆积中的半数立方体空隙被占据,说法不一的原因是(A)前一种说法错了(B)后一种说法错了(C)这是分别指正,负离子堆积。
考试A卷课程名称结构化学一、选择题(每小题2分, 共30分)得分评卷人1. 在长l = 2 nm的一维势箱中运动的He原子,其de Broglie波长的最大值是:------------ ( )(A) 1 nm (B) 2 nm (C) 4 nm (D) 8 nm (E) 20 nm2. 立方势箱中的粒子,具有E= 的状态的量子数。
则n x、n y、n z 可以是------------ ( )(A) 2 1 1 (B) 2 3 1 (C) 2 2 2 (D) 2 1 33. 下列哪几点是属于量子力学的基本假设:----------- ( ) (A) 描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的9. 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是:----------------- ( )(A) 大于真实基态能量(B) 不小于真实基态能量(C) 等于真实基态能量(D) 小于真实基态能量10. 对于"分子轨道"的定义,下列叙述中正确的是:----------------- ( )(A) 原子轨道线性组合成的新轨道(B) 分子中所有电子在空间运动的波函数(C) 分子中单个电子空间运动的波函数(D) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)11. 下面说法正确的是:----------------- ( )(A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的,则此分子必有对称中心(B) 分子中若有C4,又有i,则必有σ(C) 凡是平面型分子必然属于C s群(D) 在任何情况下,=12. B2H6所属点群是:----------------- ( )(A) C2v(B) D2h(C) C3v(D) D3h(E) D3d13. 已知配位化合物MA4B2的中心原子M是d2sp3杂化,该配位化合物的异构体数目及相应的分子点群为:----------------- ( ) (A) 2,C2v,D4h(B) 2,C3v,D4h(C) 3,C3v,D4h,D2h(D) 4,C2v,C3v,D4h,D2h14.某基态分子含有离域π66键,其能量最低的三个离域分子轨道为:= 0.25 φ1 + 0.52 φ2 + 0.43 ( φ3 + φ6) + 0.39 ( φ4 +φ5)1= 0.5 ( φ1 + φ2 ) - 0.5 ( φ4 +φ5 )2= 0.60 ( φ3 -φ6 ) + 0.37 ( φ4 -φ5 )3若用亲核试剂与其反应,则反应发生在(原子编号):------------ ( )(A) 1 (B) 2 (C) 1,2 (D) 3,6 (E) 4,515. 已知C2N2分子偶极矩为0,下列说法何者是错误的?------------- ( )共轭体系(A) 是个线型分子(B) 存在一个44(C) 反磁性(D) C—C键比乙烷中的C—C键短二、填空题(24分)得分评卷人1. 在电子衍射实验中,││2对一个电子来说,代表_____________________。
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。
大三结构化学考试题及答案一、单选题(每题2分,共20分)1. 以下哪种晶体结构中,原子的配位数为12?A. 立方体心立方晶格B. 面心立方晶格C. 六角密堆积D. 体心立方晶格答案:B2. 根据价层电子对互斥理论,水分子的空间构型是:A. 直线形B. V形C. 四面体形D. 三角锥形答案:B3. 在分子轨道理论中,下列哪个分子的键级为2.5?A. H2B. N2C. O2D. F2答案:B4. 下列哪种元素的电负性最高?A. 氟B. 氧C. 氮D. 碳答案:A5. 根据晶体场理论,八面体配位场中,d轨道分裂能Δo的大小与下列哪个因素无关?A. 配体的场强B. 金属离子的电荷C. 配体的几何构型D. 金属离子的电子排布答案:C6. 以下哪种化合物不属于离子化合物?A. NaClB. HClC. MgOD. CaF2答案:B7. 根据分子轨道理论,下列哪种分子的键级为3?A. COB. N2C. O2D. NO答案:A8. 在周期表中,第VA族元素的原子最外层电子排布为:A. ns^2np^1B. ns^2np^2C. ns^2np^3D. ns^2np^4答案:C9. 根据价层电子对互斥理论,氨分子的空间构型是:A. 三角锥形B. 四面体形C. V形D. 直线形答案:B10. 在分子轨道理论中,下列哪个分子的键级为1.5?A. O2B. N2C. COD. NO答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 根据晶体场理论,八面体配位场中,d轨道分裂能Δo的大小与配体的场强成正比。
2. 价层电子对互斥理论中,分子的几何构型是由中心原子周围的价层电子对数决定的。
3. 电负性是衡量原子吸引电子对的能力的物理量,通常用Pauling电负性标度来表示。
4. 离子化合物是由正负离子通过静电作用力结合而成的化合物。
5. 分子轨道理论认为,分子轨道是由原子轨道通过分子形成时的相互作用而形成的。
6. 根据价层电子对互斥理论,乙炔分子的空间构型是直线形。
大三结构化学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种元素的电子排布符合洪特规则?A. 碳(C)B. 氧(O)C. 氮(N)D. 磷(P)答案:C2. 根据原子轨道理论,s轨道的形状是:A. 球状B. 哑铃状C. 双叶状D. 四叶状答案:A3. 价层电子对互斥理论(VSEPR)认为,分子的几何构型是由以下哪个因素决定的?A. 原子核的电荷B. 电子云的排斥C. 原子半径的大小D. 电子的自旋方向答案:B4. 以下哪个化合物不是共价化合物?A. HClB. NaClC. H2OD. CO2答案:B5. 金属键的形成是由于:A. 共用电子对B. 电子的排斥C. 电子的离域D. 电子的局域答案:C6. 晶体场理论中,八面体配位的中心金属离子的d轨道分裂为:A. t2g和egB. a1g和t1uC. e和t2D. a1和t1答案:A7. 下列哪个分子具有顺磁性?A. O2B. N2C. H2D. He答案:A8. 根据分子轨道理论,H2分子的键级是:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B9. 下列哪种晶体属于离子晶体?A. 石墨B. 金刚石C. NaClD. SiO2答案:C10. 以下哪个元素的电负性最高?A. FB. OC. ND. C答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 根据鲍林电负性标度,电负性最高的元素是________。
答案:氟(F)2. 原子轨道的量子数n可以取的最小值是________。
答案:13. 一个s轨道最多可以容纳________个电子。
答案:24. 根据路易斯酸碱理论,HCl是一个________酸,而NH3是一个________碱。
答案:布伦斯特(Brønsted);路易斯(Lewis)5. 晶体中,面心立方(FCC)结构的配位数是________。
答案:126. 根据分子轨道理论,N2分子的键级是________。
答案:37. 一个原子的电子亲和能是该原子获得一个电子时释放的能量,而电离能是该原子失去一个电子时吸收的能量,因此电离能总是________电子亲和能。
练习题一、选择:1.下列条件不是品优函数的必备条件的是( )。
A .连续 B .单值 C .归一 D .有限或平方可积2. 下列算符中,哪些不是线性算符( ) a) ∇2b)d dxc)3d) xy3. 氢原子ψ321状态的角动量大小是( ) a) 3 b) 2 c) 1 d) 64. 考虑电子的自旋, 氢原子n=3的简并波函数有( )种a) 3 b) 9 c) 18 d) 1 5. 类氢原子体系ψ432的径向节面数为( ) a) 4 b) 1 c) 2 d) 06.已知一维势箱中的一个自由电子处在ψ(x )==(2/l )1/2.sin (nπx /l )态(0≤x≤l ),则该电子出现在l /2和3l /4间的概率为( )。
A .P=∣ψ(l/2)∣2+∣ψ(3l/4)∣2B .P=⎰2/4/3l l ∣ψ(x )∣2dxC .P=⎰2/4/3l l ψ(x )dxD .P=⎰4/32/l l ∣ψ(x )∣2dx7.已经ψ=R(r)Θ(ө)Φ(υ)=R(r)·Y(ө,υ),其中各函数皆已归一化,则下列式中,成立的是 ( )。
A 、∫|ψ|2dτ=∫R 2r 2dr B 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2ψ2dr C 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2R 2dr D 、∫|ψ|2dτ=⎰∞R 2r 2dr ⎰π⎰π20Y 2sin ө d ө dυ8.电子云图是下列哪一种函数的图形( )。
A .D (r )B ψ2(r ,ө,υ)C R 2(r )D ψ(r ,ө,υ)9.已知径向分布函数为D (r ),则电子出现在内径r 1=xnm ,厚度为1nm 的球壳内的概率P 为( )。
A. P=D(x+1) — D(x) B.P= D(x) C.P= D(x+1) D.P=⎰+1x xD (r )dr10. 某原子的电子组态为1s 22s 22p 64s 15d 1,其基谱项为( ) a) 3D b) 1D c) 3S d)1S11. 在多电子原子体系中, 采用中心力场近似的Hi ˆ可以写为:------------------------- ( ) ()iiir εZemH 0π-∇π-=481 A 222ˆ()∑≠00π+π-∇π-=ji ji iiirεer εZemH ,22224481 B ˆ ()()ii iir εeσZmH 0π--∇π-=481 C 222ˆ二、填空1.已知一维谐振子的势能表达式为V=kx 2/2,则该体系的定态薛定谔方程应当为( )。
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 )。
高考结构化学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列关于原子轨道的描述中,正确的是:A. 原子轨道是原子内部电子运动的轨迹B. 原子轨道是电子在原子核外的概率分布C. 原子轨道是电子在原子核外的固定路径D. 原子轨道是原子核内部电子运动的区域答案:B2. 元素周期表中,元素的排列顺序是根据:A. 电子层数B. 原子序数C. 原子质量D. 电子数答案:B3. 共价键的一般特征是:A. 电子对共享B. 电子对转移C. 电子对排斥D. 电子对吸引答案:A4. 离子键的形成是由于:A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引答案:B5. 下列分子中,具有偶极矩的是:A. CO2B. CH4C. H2OD. N2答案:C6. 根据价层电子对互斥理论,水分子的几何构型是:A. 直线型B. 正四面体C. V型D. 平面正方形答案:C7. 金属键的形成是由于:A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引答案:B8. 下列化合物中,属于配位化合物的是:A. NaClB. H2OC. NH3D. [Cu(NH3)4]SO4答案:D9. 杂化轨道理论中,sp3杂化轨道形成的分子几何构型是:A. 直线型B. 正四面体C. V型D. 平面正方形答案:B10. 根据分子轨道理论,下列分子中具有顺磁性的是:A. O2B. N2C. COD. NO答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 元素周期表中,第IA族元素的价电子排布为______。
答案:ns^12. 一个原子轨道最多可以容纳______个电子。
答案:23. 离子键的强度主要取决于______。
答案:离子的电荷和离子半径4. 根据价层电子对互斥理论,SO4^2-离子的几何构型是______。
答案:正四面体5. 金属键的形成是由于金属原子的外层电子______。
答案:脱离原子核的束缚,形成电子云三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述分子轨道理论的基本原理。
第二章一选择题1、电子自旋是电子( c )A 、具有一种类似地球自转的运动B 、具有一种非轨道的运动C 、具有一种空间轨道外的顺逆时针的自转D 、具有一种空间轨道中的顺逆时针的自转 2、下列分子中哪些不存在大π键( a )A. CH 2=CH-CH 2-CH=CH 2B. CH 2=C=OC. CO(NH 2)2D.C 6H 5CH=CHC 6H 5 3、某原子的电子组态为1s 22s 22p 63s 14d 1,其基谱项为( a ) A 3D B 1D C 3S D 1S4、已知类氢波函数ψ2px 的各种图形,推测ψ3px 图形,下列结论不正确的是( b ):A 、角度部分图形相同B 、电子云相同C 、径向分布不同D 、界面图不同 5、单个电子的自旋角动量在z 轴方向上的分量是:( d ):12/2 :6/2 C: 6/4 D:/4A h B h h h ππππ±±±±6、具有的π 键类型为:( a )A 、109πB 、108πC 、99πD 、119π7、 下列光谱项不属于p 1d 1组态的是( c )。
A. 1P B . 1D C. 1S D. 3F8、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| = )1(+l l 9、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是( c )。
A 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 10、已知类氢波函数Ψ2px 的各种图形,推测Ψ3px 图形,下列说法错误的是( b )A 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11、对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( c ).A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(.B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解.C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m |=0,1,2,……l根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ⎰d m π求得π21=A12、He +的一个电子处于总节面数为3的d 态,问电子的能量应为−R 的 ( c ).A.1B.1/9C.1/4D.1/16 13、电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( d ).A.Ψ3PB. Ψ3dC.Ψ2PD.Ψ2S 14、5f 的径向分布函数图的极大值与节面数为( a )A. 2,1B. 2,3C.4,2D.1,3 15、线性变分法处理H +2过程中,认为H ab =H ba ,依据的性质是( d )A. 电子的不可分辨性B. 二核等同性C .Ψa .Ψb 的归一性 D. Hˆ的厄米性 16.、Fe 的电子组态为[Ar]3d 64s 2,其能量最低的光谱支项为( a )A. 5D 4B. 3P 2C. 5D 0D. 1S 017、 对于极性双原子分子AB ,如果分子轨道中的一个电子有90%的时间在A 的轨道中, 10%的时间在 B 的轨道上,描述该分子轨道归一化形式为( c )A. b a φφϕ1.09.0+= B .b a φφϕ9.01.0+= C.b a φφϕ316.0949.0+= D. b a φφϕ11.0994.0+=18、氢原子的轨道角度分布函数Y 10的图形是( c ) (A )两个相切的圆 (B )“8”字形(C )两个相切的球 (D )两个相切的实习球 19、B 原子基态能量最低的光谱支项是( a )(A )2/12P (B )2/32P (C )03P (D )01S 20、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是( d ) (A ))3(xz d ϕ (B ))3(yz d ϕ (C ))3(xy d ϕ (D ))3(2z d ϕ21、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( c )(A )20E (B )40E (C )90E (D )180E 22、氢原子3P 径向函数对r 做图的节点数为( b ) (A )0 (B )1 (C )2 (D )323. Y (θ,φ)图 (B )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θ,φ的变化B. 即波函数角度分布图,反映原子轨道的角度部分随空间方位θ,φ的变化C. 即原子轨道的界面图,代表原子轨道的形状和位相24. 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:( C )A.2s12p1 B. 1s12s1 C. 2p225. 对于O2 , O2- , O22-,何者具有最大的顺磁性?( A )A.O2 B.O2- C.O22-26. Cl原子基态的光谱项为2P,其能量最低的光谱支项为 ( A )A.2P3/2 B.2P1/2C.2P3/2或2P1/2,二者能量相同27. 下列关于分子光谱的描述,哪一条中有错误:( B )A.按刚性转子模型,双原子分子的转动能级不是等间隔,而转动谱线等间隔B.按谐振子模型,双原子分子的振动能级等间隔,振动谱线也等间隔C.N个原子组成的分子有3N-6种简正振动方式,直线形分子有3N-5种28. 利用Hund第一规则从原子谱项中挑选能量最低的谱项, 首先应当找( C )A.S最小的谱项 B.L最大的谱项 C.S最大的谱项29. 两个原子的轨道在满足对称性匹配和最大重叠的情况下( A )A.原子轨道能级差越小,形成的分子轨道能级分裂越大,对分子的形成越有利B.原子轨道能级差越大,形成的分子轨道能级分裂越小,对分子的形成越有利 C.原子轨道能级差越大,形成的分子轨道能级分裂越大,对分子的形成越有30. 环丙烷的C-C成键效率不高,原因是 ( B )A.为适应键角的要求, sp3杂化轨道被迫弯曲到60o,因而产生了“张力”B.sp3杂化轨道在核连线之外重叠形成弯键,重叠效率较差C.sp3杂化轨道在核连线之内重叠形成弯键,产生了非常大的“张力”31. Cl原子基态的光谱项为2P,其能量最低的光谱支项为 ( A )A.2P3/2 B.2P1/2C.2P32. 无论仪器技术怎样改进,分子光谱的谱线总是存在一定的线宽。
这种现象可用下列哪一式加以说明?( B )A. Δx·Δpx≥h/4π B. ΔE·τ≥h/4π C. λ=c/ν33. 水分子B1振动的基包括x和xz, 这种振动 ( C )A.只有红外活性 B. 只有拉曼活性 C. 兼有红外和拉曼活性34. 欲求Br 基组态的谱项,可借助于 ( B )A. Slater 规则B. 空穴规则C. Hund 规则 35. 分子的三重态意味着该分子 ( B )A.有一个未成对电子.B.有两个自旋平行电子.C.有三个未成二 填空题1、He 原子的第一电离势为24.48eV ,第二电离势为54.28eV ,则其K 壳层中两个电子的相互排斥能为 ( 29.8 )2、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。
2、h eV 2;916.13⨯-/2π;无确定值;1;1;3、+He 的z p 3轨道有 个径向节面,有 个角度节面。
1;1。
4、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(z 方向)的分量是 。
4 ;916.13eV ⨯- 2 0。
5、He 原子的第一电离能是24.62eV ,第二电离能是54.4eV ,则电子间的相互排 斥能为 eV ,其ls 电子的屏蔽常数为 ,有效核电荷 为 。
5. 29.78eV; 0.3; 1.7。
6、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。
6、97、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。
7、h eV 2;916.13⨯-/2π;无确定值;1;18、氟原子的基态光谱项为8、2p 3/2;9、与氢原子的基态能量相同的Li 2+的状态为9. 3S ,3P ,3d10、氢原子3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值为______________________。
10 ±h ,±2h11、单个电子自旋角动量的值是____________。
11 23h12、列出氢原子或类氢离子的半径值的各个式子:A.平均半径r =_________,B.径向分布函数极大时的半径r=_____________ .C.电子云界面图的r 0=_________________ ..12. r =τϕϕd r ⎰∧*,0)(=drr dD 求出r, 9.020000=*⎰⎰⎰τϕϕππd R 求出0R13、已知:类氢离子He +的某一状态Ψ=0202/30)22()2(241a re a r a -⋅-⋅π此状态的n.l.m值分别为______、______、_____其能量为_____________,角动量平方为________.角动量在Z 轴方向分量为_________.13. n =2,l =0,m =0, E=-13.6eV ,2M =0,z M =014、如一原子轨道的磁量子数m=0,主量子数2≤n ,则可能的轨道为_______________。
14. 1s 2s z p 215、单个电子自旋角动量的值是___________。
15.h 2316、氢原子的态函数为1,2,3ϕ,轨道能量为 - 1.51 eV ,轨道角动量为6 ,轨道角动量在磁场方向的分量为 。
17、),,(2φθϕr PZ =02/0)/(a r e a r N -θπcos )4/3(2/1 ,若以θπ2cos )4/3(对),(φθ作图,则该图是 电子云角度 图,也即表示了电子云在),(φθ方向上单位立体角内的几率为 θπ2cos )4/3( 。
三 简答题1. 已知氢原子的归一化波函数为(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。
答案 1. (1) E 0=-13.6eV, E 1=-3.4eV. (2) <r>=3a 0/2 , <P>=02. 计算氢原子 在 和处的比值。
2. ψ1s 波函数在r=a 0, 2a 0处比值为2.718 ψ2 在r=a 0, 2a 0处比值为7.389.3. 试画出类氢离子 和3d xy 轨道轮廓,并指出其节面数及形状。
3. 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.4.已知氢原子2p z轨道波函数为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。