结构化学期末试题A

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一、 选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)

1. 在光电效应实验中,光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系(B )

A .波长

B. 频率

C. 振幅

D. 密度

2. 丁二烯等共轭分子中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

势箱中粒子(A ) A .能量反比于势箱长度的平方 B .能量正比于势箱长度的平方

C .能量正比于势箱长度

D ..能量正比于量子数

3. 对于厄米算符, 下面哪种说法是对的 ( B)

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含虚数 4. 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

5. 已知 ψ=Y R ⨯= ΦΘ⨯⨯R 其中Y R ,,,ΦΘ皆已归一化,则下列式中哪些成立?(D ) A.

⎰∞

=02

1d r ψ

B. ⎰

=0

2

1d r R

C. ⎰

⎰∞

=0

π

202

1d d φθY

D. ⎰

2

1d sin θθΘ 6.对于"分子轨道"的定义,下列叙述中正确的是 ( B )

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

7.用来表示核外某电子运动状态的下列各组量子数)m ,m ,l ,n (s 中,合理的是( D )

A. 0,0,1,2

B. 21,

0,0,0 C. 21,2,1,3 D. 2

1

,1,1,2-- 8. Cl 原子基态的光谱项为2

P ,其能量最低的光谱支项为( A )

A .2P 3/2

B .2P 1/2

C .2P 3/2或2P 1/2,二者能量相同

D .2P 0 9. 氧的O 2+ , O 2 , O 2- , O 22-对应于下列哪种键级顺序( A )

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,

10. 设想从乙烷分子的重叠构象出发,经过非重叠非交叉构象,最后变为交叉构象. 点群的变化是:( B)

A. D 3→D 3h →D 3d

B. D 3h →D 3→D 3d

C. C 3h →C 3→C 3V

D. C 3h →D 3→C 3V

11.下列哪些分子或分子离子具有顺磁性( A )

A .O 2、NO

B .N 2、F 2

C .O 22+、NO +

12.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 13. 微观粒子的不确定关系是指( C ) A. 坐标和动量无确定值

B. 如果坐标确定量很小,则动量有确定值

C. 坐标和动量不能同时有确定值

3,写出C 原子激发态(1s)2

(2s)2

(2p)1

(3p)1

的光谱项和光谱支项符号。

解:

6个光谱项:3D ,3P ,3S ,1D ,1P ,1S

10个光谱支项:

3

D 3,3D 2,3D 1,3P 2,3P 1,3P 0,3S 1,1D 2,1P 1,1S 0

14.若以x 轴为键轴,下列何种轨道能与p y 轨道最大重叠 ( D )

,121

,21;0,1,21,12121======S s s L l l 得由得

A .s

B . d xz

C .p z

D . d xy 15. 与nd 4产生相同谱项的电子组态是( D )

A. np 4

B. nf 4

C. nd 8

D. nd 6

二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共20分)

1.自旋相同的两个电子在空间同一点出现的概率为____0_____。

2.He +离子的薛定谔方程为 ψψπεπ

E )r 4e

2m 8h (0222

2=-∇- 3.如一原子轨道的磁量子数m=0,主量子数n ≤2,则可能的轨道为 1S , 2S , 2P 4.电子填充三原则 Pauli 原理 , 能最低原则 , 洪特规则

5.设氢原子中电子处在激发态 2s 轨道时能量为E 1, 氦原子处在第一激发态1s 12s 1时的2s 电子能量为E 2,氦离子He + 激发态一个电子处于 2s 轨道时能量为E 3, 请写出E 1,E 2,E 3的从大到小顺序 . E 1> E 2> E 3

6.多电子原子中的一个光谱支项为23

D ,据此给出原子的总轨道角动量量子数为 2 ,原子的总自旋角动量量子数为 1

7. 在三维空间运动的单电子拉斯算符可表示为 22

222

22

dz

d dy d dx d ++=∇ 8. 既具有偶极矩,又具有旋光性的分子必属于_____ C n 群____点群。

9. CH 4中心C 原子采取 sp 3

杂化,该分子空间构型为 正四面体 ,属于T d 群 点群。

10.+

2H 的电子组态为 11s σ ,其光谱项为 ∑2;

2H 的电子组态为

21s σ ,其光谱项为 ∑1

三、简答题(本大题共5小题,共20分) 1.什么是几率密度?什么是几率?(4分)

答:几率密度和几率: 对于定态波函数Ψ(q ), Ψ*(q )Ψ(q )代表在空间q 点发现粒子的几率密度, 其量纲是L -3(L 代表长

度);(2分). 而Ψ*Ψ(q )d τ代表在空间q 点附近微体积元d τ内发现粒子的几率,是无量纲的纯数; ∫Ψ*Ψ(q )d 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分)

2.作为合格波函数的条件是什么? (3分)

(1)单值,即在空间每一点ψ只能有一个值。(1分)

(2)连续,且ψ对x ,y ,z 的一级微商也是连续函数。(1分) (3)有限(平方可积),即ψ在整个空间的积分⎰τψψd *为一个有限数。

(1分) (4)C ψ与ψ表示同一个态。

3.举例说明什么是σ轨道、π轨道和δ轨道。(3分)

设键轴方向为z 轴, 原子轨道s 与s ,s 与p z ,p z 与p z 组合,得到的分子轨道是圆柱对称的,

称为σ轨道; (1分)

原子轨道p x 与p x ,p y 与p y 组合,得到的分子轨道通过键轴有一个节面,这种分子轨道称为π轨道; (1分) 原子轨道d x2-y2与d x2-y2,d xy 与d xy 组合,得到的分子轨道通过键轴有两个节面,这种分子轨道称为δ轨道; (1分)

4. 杂化轨道理论要点(4分)

(1)杂化轨道是指在形成分子的过程中,同一原子中能级相近的原子轨道可以线性组合成新的原子轨道。(1分) (2)杂化轨道是满足正交归一性。(1分) (3)单位轨道贡献。(1分) (4)满足最大重叠原理。(1分

四、计算题(本大题共5小题,共30分)

1.一个以 1.5×106m ·s -1速率运动的电子,其相应的波长是多少? (5分) (电子质量为 9.11×10-31 kg ;h =6.626⨯10-34

J·S )

解: 已知常数 h=6.626⨯10

-34J ·s m=9.11⨯10-31

kg

mv

h p h ==

λ (3分)

=m s

m kg s J 10

1631341085.4105.11011.910626.6----⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⨯ 2. 已知氢原子的

θπψcos 241

203

02a r p

e a r a z

-

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛= ,求: (5分)

(1)原子轨道能 (2)轨道角动量

(3)轨道角动量在z 轴方向的分量 (4)画出电子云角度分布示意图。 解:因为:n=2, l=1, m=0

(1)eV eV E 4.346

.13-=-= (1分)(2) 2)11(1=+=M (1分) (3) 02==π

h

m M Z