【西大2017版】[0225]《结构化学》网上作业及课程考试复习资料(有答案]

1：[单选题]提出实物粒子也有波粒二象性学的科学家是：

A：德布罗意

B：爱因斯坦

C：海森堡

D：狄拉克

参考答案：A

2：[单选题]下面分子有对称中心的是：

A：CH4

B：SF6

C：BH3

D：H2O2

参考答案：B

3：[单选题]对于一维势箱中的粒子，下列说法错误的是：

A：体系的基态能量为零

B：波函数的节点数为n-1

C：粒子在箱中动量的平均值为零

D：粒子在箱中的运动满足不确定关系

参考答案：A

4：[单选题]Li原子的3个电离能分别为I1=5.392eV, I2=75.638eV,I3=122.451eV。则Li原子1s电子的结合能是：

A：-138.17 eV

B：-75.64 eV

C：-65.3 eV

D：-203.48 eV

参考答案：C

5：[单选题]下面分子既有极性又有旋光性的是：

A：B(OH)3

B：FHC═C═CHF

C：HCHO

D：C6H6

参考答案：B

6：[单选题]离子晶体中，负离子在正离子周围形成配位多面体。根据正负离子的半径比，可以判断正离子的配位数与配位多面体型式。下列判断正确的是：

A：r+/r- = 0.2 正离子配位多面体为四面体

B：r+/r- = 0.3 正离子配位多面体为三角形

C：r+/r- = 0.4 正离子配位多面体为立方体

D：r+/r- = 0.5 正离子配位多面体为八面体

参考答案：D

7：[单选题]考虑到电子的自旋，氢原子n = 3的微观运动状态有多少种：

A：3

B：6

C：9

D：18

参考答案：D

8：[单选题]光谱实验确定Ni原子的基态光谱支项为3F4，则其基态电子组态为：

A：[Ar] 3d84s2

B：[Ar] 3d94s1

C：[Ar] 3d104s0

D：[Ar] 3d74s3

参考答案：A

9：[单选题]氢原子从定态210跃迁到300，所需光子的能量为：

A：13.6eV

B：3.4eV

C：1.89eV

D：10.2eV

参考答案：C

10：[单选题]第二周期双原子分子AB的分子轨道可以用两个原子的原子轨道线性组合而成。下面哪组原子轨道可以有效地组合形成分子轨道？(分子轴为Z轴)

A：A1s与B2px

B：A2s与B2py

C：A2py与B2py

D：A1s与B3pz

参考答案：D

1：[判断题]对主量子数n和角量子数l的状态，径向分布图中有(n-1)个极大值峰和(n-l-1)个为零值的节点；且n值不同而l值相同的轨道，n值越大，主峰离核越远。

参考答案：正确

2：[判断题]分子中最高轴次（n）与点群记号中的n相同（如C3h点群的最高轴次为C3轴）

参考答案：错误

3：[判断题]立方最密堆积型金属和六方最密堆积金属的堆积系数相等，晶胞内原子数、八面体空隙数、四面体空隙数的比值均为1:1:2。

参考答案：正确

4：[判断题]在CaF2晶胞中，Ca离子按面心立方堆积，F离子占据四面体空隙，晶胞的点阵型式为面心立方，一个晶胞中共有4个CaF2结构基元。

参考答案：正确

5：[判断题]在联苯的其中一种构象中，两个苯环的二面角为90度，则该构象的联苯分子属于D2点群。

参考答案：错误

1：[判断题]分子本身有镜面，它的镜像和它本身全同。

参考答案：正确

2：[判断题]晶体中对称轴的轴次只能是1, 2, 3, 4, 6。

参考答案：正确

3：[判断题]正离子的半径越大，其极化能力越强。

参考答案：错误

4：[判断题]NaCl晶体可抽取Na或者Cl作为点阵点而构成点阵。

参考答案：正确

5：[判断题]立方晶系的空间点阵形式有cP, cI, cF与cR。

参考答案：错误

1：[论述题] 1. 若在花菁染料（一价正离子）中运动的π电子可用一维势箱近似表示其运动特征：

估计这一势箱的长度l = 1.3 nm，根据能级公式En = n2h2/8ml2 (h = 6.6262×10-34 J s,

m = 9.1095 ×10-31 kg)，估算π电子跃迁时说吸收的光的波长。

2. 已知氢原子2p轨道波函数为

z2p30001expcos242rraaa

试回答下列问题。

（1）原子轨道能E = ?

（2）轨道角动量|M| = ? 轨道磁矩|μ| = ?

（3）轨道角动量M和z轴的夹角是多少度？

（4）概率密度极大值处离核的距离为多少？

3. 对于O2, O2+, O2, O22这四种氧物种，写出

（1）价电子组态；

（2）键级和磁性；

（3）键长和离解能大小顺序。

4. H2O分子中OH键的夹角为104.5°。若用杂化轨道12s12pcc描述中心O原子的成键轨道，试求

（1）写出H2O分子的全部对称性元素，并判断其所属的分子点群；

（2）成键杂化轨道ψ中系数c1和c2值；

（3）2对孤对电子所占轨道的成分及其夹角。

5. 金属钽Ta为体心立方结构，晶胞边长a = 330 pm，试求。

（1）Ta晶胞内原子数目，原子半径和堆积系数； （2）金属Ta的理论密度（Ta的相对原子质量为181）；

（3）若用λ = 154 pm的X射线，金属Ta最小衍射指标对应的衍射角θ是多少？

参考答案：1. 该离子共有10个π电子，当离子处于基态时，这些电子填充在能量最低的前5个π型分子轨道上（4分）。离子受到光的照射，π电子将从低能级跃迁至高能级，跃迁所需的最低能量即第5和第6两个分子轨道的能级差。

22222652226511888hchhhEEEmlmlml

22318193481189.109510 kg2.997910 ms1.310 m116.626210 J s505.6 nmmlh

2.（1）主量子数n = 2

121113.595 eV3.40 eV4nEEn

（2）角量子数 l = 1

轨道角动量2122hhMll

轨道磁矩12eell

（3）磁量子数 m = 0

设轨道角动量M和z轴夹角为θ

02cos02290zhMhM

（4）概率密度为

0z2222p3001cos32rareaa θ为0°或者180°时概率密度最大

0203001018032rareaa或者

对r微分并使之为0

0020330000d11120dd3232rraarrererraaaa

02ra

3.（1）价电子组态

O2 : (σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)2

O2+ : (σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)1

O2 : (σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)3

O22 : (σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)4

（2）键级和磁性

O2 : 键级为2，顺磁

O2+ : 键级为2.5，顺磁

O2 : 键级为1.5，顺磁

O22 : 键级为1，抗磁

（3）键长顺序 O22 > O2 > O2 > O2+

离解能大小顺序 O22 < O2 < O2 < O2+

4. （1）C2旋转轴，2σv镜面

属于C2v点群

（2） 根据杂化轨道的正交归一性

222212s22p122212d=d1cos0.25cccccc

2112220.20 0.450.80 0.89cccc 成键杂化轨道波函数为

2s2p0.450.89成

（4）H2O分子中，中心O原子采取sp3杂化

孤对轨道中s轨道成分为 α = (1  2×0.2)/2 = 0.3

p轨道成分为β = (3  2×0.8)/2 = 0.7

杂化轨道夹角

cos0.43115.4

5.（1）晶胞中有2个原子，顶点1个，体心1个;

设金属半径为R，晶胞边长为a

43Ra R = 142.9 pm （3分）

堆积系数为3342330.688RVVa球晶胞

（2）金属Ta的密度

Ta3-1-110323-12181 gmol=16.73 gmol(33010cm)6.02210 molAAZMZMVNaN

（3）Ta为立方体心结构，衍射指标h+k+l为奇数时发生系统消光，最小衍射角对应的衍射指标为（110）

根据晶面间距方程和Bragg方程

222hkladhkl

2sinhkld

222154 pmsin20.3322330 pm19.27hkla