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结构化学基础题2讲解

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《结构化学基础》课程考试试卷( A) 一．选择题（每题2分，共20分） 1、 标志量子理论诞生的是( )。 A、Planck能量量子化的提出； B、黑体辐射现象的发现； C、相对论理论的提出； D、粒子波粒二象性的提出。 2、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(包括空间和自旋运动)； D、原子轨道线性组合成的新轨。 3、[Ar]4s23d2原子最稳定的光谱支项是( )。 A、4P1/2； B、3F2； C、1S3/2； D、4D1/2。 4、下列分子具有偶极矩，而不属于Cnv群的是( )。 A、H2O2； B、NH3； C、CH2Cl2； D、H2C＝CH2。 5、八面体络合物中电子结构将发生较大的畸变的是( )。 A、(t2g)5(eg)2 B、(t2g)3(eg)2 C、(t2g)4(eg)2 D、(t2g)6(eg)3 6、固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于 A、均匀性； B、周期性排列； C、各向异性； D、有对称性。 7、在7个晶系中其空间点阵型式最多的是( )。 A、立方晶系； B、六方晶系； C、四方晶系； D、正交晶系。 8、在金属单质中属于六方最密堆积的是( )。 A、A1； B、A2； C、A3； D、A4。 9、在O—H···O氢键中，作用最大的是( )。 A、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。 10、当两种金属元素的电负性、化学性质和原子大小等比较接近时，容易生成( )。 A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者都行。

二、推断题（每题4分，共12分） 1、下列原子的基态光谱支项：Si，Na，Ni，F。 2、下列分子的空间构形和点群：C6H6，C6H5Cl，丙烯，Co(en)33+

3、已知[Re2Cl8]2-具有重迭式结构，实验测定的Re- Re键(224pm)较正常单键为短。试推测： (1)分子所属点群； (2)Re-Re之间可能的成键情况； (3)为什么不是交叉式构型？ 三、简答题（每题6分，共24分） 1、试从势箱中自由粒子的Schrödinger方程求解归纳一下简单体系的Schrödinger方程解法。 2、为什么说反键轨道是分子轨道中的重要内容？ 3、过渡金属原子簇化合物具有那些特点？ 4、从形成氢键的角度说明为什么水在4℃时密度最大？

四、论述题（每题8分，共24分） 1、请概括Einstein光子学说内容，并解释光电效应。 2、试分析讨论定域MO与非定域MO关系。 3、试用配位场理论举例分析配位体形成的配位场强弱（以卤素离子和CO为例）。

五、计算题（共20分） 1、试用HMO法求丙二烯双自由基 CH=C=CH (1)π电子分子轨道能级能量 (2)离域能 (3)π分子轨道波函数 (4)π键键级 2．已知金属 Ni为A1型结构，原子间最近接触距离为249.2pm试计算： （1）Ni立方晶胞参数 （2）金属 Ni 的密度（以g·cm3表示） 化学化工系《结构化学》课程考试试卷(A) 参考答案 一．选择题（每题2分，共20分） 1、A；2、B；3、B；4、A；5、D；6、B；7、D；8、C；9、C；10、A

二、推断题（每题4分，共12分） 1、解：3P0，2S1/2，4F3，2P3/2 2 、解：D6h，C2v，Cs，D3 3、解：(1)D4h （1分） (2) d x2- y2 sp2 杂化，形成平面正方形配位（1分）； 5 d z2 - 5d z2形成σ键；5dxz-5dxz，5dyz-5dyz重迭形成二个π键（1分）； 5dxy - 5dxy形成δ键；Re-Re为四重键，故较正常单键短。 (3) 如果采用交叉式，则要破坏二个π键和一个δ键，能量上不利（1分）。

三、简答题（每题6分，共24分） 1、答：Schrödinger方程是一个本征方程。势箱中粒子的方程是二阶常系数微分方程。求解具体步骤如下（每个答案1.5分）： ① 写出 的具体形式（） ② 写出微分方程的通解 ③ 根据边界条件，得到能量本征值E ④ 能量E代入ψ，再用ψ的正交归一性，求出ψ的具体形式。 2、①反键轨道是分子轨道中不可缺少部分；（每个1.5分） ②具有和成键轨道相似的性质； ③形成化学键时反键轨道并不都处于排斥状态，有时也可形成化学键(过渡元素)； ④反键轨道是了解分子激发态的性质关键。 3、① 优良的催化剂；② 具有多种键型；③MM间能形成多重键；④ 簇大小 ：2至数10个M；⑤ 几何构型多样化；⑥ 反应性能。（每个1分） 4、从能量角度看，冰的升华热大大的大于熔化热，冰中水分子间的结合力大部分是氢键，冰熔化后结合力依然存在（2分）。冰中水按四面体排列，具有空旷的排列整齐的低密度结构，变成水后，氢键部分破坏，密度增加（2分）。另一方面温度升高热膨胀又使密度降低，两种相反的因素导致水在4℃时有最大密度（2分）。

四、论述题（每题8分，共24分） 1、①光是一束光子流，每种频率的光的能量都有一个最小单位，称为光子，光子能量与光

子频率成正比： ε=hυ ②光子的质量为 m= hυ/c2 （按质能联系定律ε= mc2 ）。 ③光子具有一定的动量p=mc= hυ/c= h/λ ④光子的强度取决于单位体积内光子的数目即光子密度。 上述四个内容分别说明①临阈频率的存在；②光照射强度大小不影响光电子动能；③光电子动能随光照射频率增加而增加。（每个2分） 2、①非定域MO变换定域MO，是 Ĥ 的本征函数，是真正的 MO，定域MO不是。变换只改变MO的描述范围，不损失整体Ψ的性质，因此总能量，电子总密度分布不变。 ②定域MO是对非～的一种近似，电子分布完全定域化。 ③非定域MO是电子在定域内的统计平均表现。 ④MO理论中，定MO与非MO是互相补充的。（每个2分） 3、①一般含π键的配位体为强场，如：CO，CN-，NO2-，π键的形成是影响分裂能大小的重要因素，中心离子的d（非键）轨道可进一步与配位体形成反馈键而增加了分裂能值，是强场配位体（图示略）。（每个4分） ②而Cl-、F-等的p轨道和M的d轨道形成π键，缩小了分裂能，是弱场配位体（图示略）。

五、计算题（共20分）

化学化工系《结构化学基础》课程考试试卷(B) 一．选择题（每题2分，共20分） 1、波函数的物理意义是：( )。 A、描述粒子运动轨迹； B、表示电子云的图象； C、表示粒子在空间出现的几率； D、||2表示粒子在空间区域出现的几率密度。 2、下列条件不是品优函数的必备条件是 A、 连续；B、单值；C、归一；D、有限,平方可积。 3、[Ar] 3d104s24p5原子最稳定的光谱支项是( )。 A、 2P3/2； B、3F2； C、1S3/2； D、4D1/2。 4、下列分子中磁矩最大的是( )。 (A) Li2； (B) C2； (C) C2+； (D) B2。 5、ａ．SO42－ ｂ．PO43－ ｃ．ClO4－ d．NH4+四者中，不是Td点群的是( )。 A、 a； B、b； C、c； D、d。 6、推测下列三种络合物的d-d跃迁频率大小顺序 (1)六水合铁(III) (2) 六水合铁(II) (3)六氟合铁(III) A、υ1>υ2>υ3 B、υ1>υ3>υ2 C、υ3>υ2>υ1 D、υ3>υ1>υ2 E、υ2>υ1>υ3 7、在7个晶系中其空间点阵型式最少的是( )。 A、三斜晶系； B、单斜晶系； C、四方晶系； D、六方晶系。 8、在金属单质中属于面心立方最密堆积的是( )。 A、A1； B、A2； C、A3； D、A4。 9、在O—H···O氢键中，作用最小的是( )。 A、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。 10、与原金属相比，对物理、化学性质影响最大的合金是( )。 A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者相差不大。

二、推断题（每题4分，共12分。） 1、下列原子的基态光谱支项：Mn，Nb，Ni，Br。 2、下列分子的空间构形和点群：CH4，H2O2，SO3，H3C-O-CH3

3、推断H-C≡C-H分子的简正振动方式，并标明其红外活性或拉曼活性。

三、简答题（每题6分，共24分） 1、在 CuCl2晶体中Cu2+周围有六个Cl-配位，实验测得其中四个Cu-Cl键长为230pm，另外两个键长为295pm，试用配位场理论解释之。 2、s-p混杂与原子轨道杂化有什么异同？ 3、离域π键分子的共扼效应除了影响分子的构型和构象外，主要还影响物质的那几个性质？ 4、请简要回答晶体的共同性？

四、论述题（每题8分，共24分） 1、什么是光电效应？请用Einstein光子学说解释之。 2、试从第四周期过渡金属离子水化热和离子半径变化，分析配位场稳定化能（LFSE）的影响。 3、试从能量角度分析Sc原子基态的电子组态为什么是3d14s2?；而电离时先失去的是4s电子，而不是3d电子?

五、计算题（共20分） 1、用HMO方法处理亚甲基环丙烯π电子分子轨道如下：试写出久期行列式，计算离域能并绘出分子图（要求计算电荷密度、键级、自由价）。己知π电子分子轨道波函数和分子骨干结构如下：

2、Cu3Zn固溶体是面心立方结构，晶体密度为 8.5 g·cm-3，相对原子质量分别为：Cu 63.5 ，Zn 65.4。试求晶胞参数 a及统计原子的半径。

化学化工系《结构化学》课程考试试卷(B)答案 一．选择题（每题2分，共20分） 1、D；2、C；3、A；4、D；5、C；6、A；7、A；8、A；9、D；10、C 二、推断题（每题4分，共12分） 1、6S5/2，6D1/2，4F3，2P3/2 2、Td，C2，D3h，C2v

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结构化学练习题集与答案解析

结构化学练习题集与答案解析

结构化学练习题集与答案解析结构化学练习题一、填空题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___, ________ 和__________.2. 测不准关系_____________________。

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（），此时原子不辐射能量，从（）向（）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（）越大。

4. 按照晶体部结构的周期性，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。

程中，a 称为力学量算符A的。

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。

9. He + 离子的薛定谔方程为（）。

ψψa A =?10. 钠的电子组态为1s22s22p63s1，写出光谱项______，光谱支项__________。

11. 给出下列分子所属点群：吡啶_______，BF3______，NO3-_______，二茂铁_____________。

12. 在C2+，NO，H2+，He2+，等分子中，存在单电子σ键的是________，存在三电子σ键的是__________，存在单电子π键的是________，存在三电子π键的是_____________。

结构化学(共10张PPT)

结构化学(共10张PPT)

化学物理
物理化学
化学键
结构与化学键
原子轨道 电
分子轨道
子 因
成键力 素
分子、晶体的立体结构
键 键 对 连原 角 长 称 接子
性 形间 式
几何因素
结构化学的核心问题
子力学理论
周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社
分子结构的化学键理论 学习过程中，正确理解和处理好模型、概念、方法、结论之间的关系。
实际意义。然后再去研究中间的推导过程，不要迷失
在繁复的数学处理中。
4 教材及主要参考
1.周公度《结构化学基础》(第四版)，北京大学 出版社， 2.周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北 京大学出版社 3.东北师范大学等 《结构化学》，高等教育出 版社，2003 4.徐光宪《物质结构》（第二版），科学出版社，
晶体结构的点阵理论
电子结构； 几何结构 周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社
分子、晶体的立体结构
一条主线： 结构－性质－应用
结构化学课程的特点
抽象性（微观理论，结构实验）
综合性（学科交叉，数理方程，现代实验）
开放性（新理论，新方法，内容的拓展）
3 结构化学的学习方法
学习过程中，正确理解和处理好模型、概念、
东北师范大学等 《结构化学》，高等教育出版社，2003
综合性（学科交叉，数理方程，现代实验）
晶体结构的点阵理论 分子、晶体的立体结构
抽象性（微观理论，结构实验）
晶体结构的点阵理论
抽象性（微观理论，结构实验）
分子结构的化学键理论
两个要素： 晶体结构的点阵理论
周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社 分子结构的化学键理论
结构化学 第一章习题-2

结构化学 第一章习题-2

2006 在多电子原子中， 单个电子的动能算符均为2228∇π-mh 所以每个电子的动能都是相等的， 对吗？ ________ 。

2006 不对。

2008 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 __ 2 ____个电子。

2009 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。

2009 (a) n , l (b) l , m (c) m2020 氢原子基态波函数为0e 12130r a -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π，求氢原子基态时的平均势能。

2020⎰⎰==τV τV V ψψψd d 2*r φθθr r εe a r d d d sin 4e 12022020300⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π-π=-∞ππ⎰⎰⎰024a εe π-=2021 回答有关 Li 2+ 的下列问题：(1)写出 Li 2+的薛定谔方程； (2)比较 Li 2+的 2s 和 2p 态能量的高低。

2021 (1) ψψψE rεe m h =π-∇π-20222438(2) 能量相同 2027 写出 H 原子 3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值。

2027π±π,±22,0h h2028 一个电子主量子数为 4，这个电子的 l ， m ， m s 等量子数可取什么值？这个电子共有多少种可能的状态？ 2028 l : 0, 1, 2, 3 m : 0,±1, ±2, ±3 m s : ±1/2 总的可能状态数：2 ( 1 + 3 + 5 + 7 ) = 32 种 2033 若一原子轨道的磁量子数为 m = 0， 主量子数 n ≤3， 则可能的轨道为____。

2033 1s, 2s, 3s, 2p z , 3p z , 32d z2034 氢原子处于定态zp3ψ时的能量为（a ） eV ， 原子轨道zp3ψ只与变量（b ）有关，zp 3ψ与xp3ψ（c ）相同的简并态 。

高考化学全国卷Ⅰ专题———结构化学知识点考点总结(含答案)

高考化学全国卷Ⅰ专题———结构化学知识点考点总结(含答案)

高考化学全国卷Ⅰ专题———结构化学知识点考点总结(含答案)1.能层、能级和最多容纳电子数之间的关系如下表所示：能层（n）序数符号能级原子轨道数最多容纳电子数一 1 1 2二 2 K 1 8L 3 3 182s 12p 3三 3 M 3p 53d 54s 1四 4 N 4p 74d 94f 14n … … …各能层 2n² 32 182.原子轨道的形状和能量关系如下：1) 轨道形状：s电子的原子轨道呈球形，p电子的原子轨道呈纺锤形。

2) 能量关系：①相同能层上原子轨道能量的高低：ns < np < nd < nf。

②形状相同的原子轨道能量的高低：1s < 2s < 3s < 4s…③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道如npx、npy、npz的能量相等。

3.原子核外电子的排布规律包括以下三个原理：①能量最低原理：原子核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。

②泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋状态相反。

③洪特规则：电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。

4.电子的跃迁与原子光谱：1) 电子的跃迁：①基态→激发态：当基态原子的电子吸收能量后，会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。

②激发态→基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。

2) 原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。

基态原子核外电子排布的表示方法包括电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式和电子排布图。

以硫原子为例，其电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，简化电子排布式为[Ne]3s²3p⁴，价电子轨道表示式为3s²3p⁴，原子结构示意图如下：（图略）。