考试试卷册（2010.2 - 2010.6 学年第 1 学期）
考试科目分子光谱学
出卷教师李全新
使用班级0620601
考试日期2010.6
中国科学技术大学教务处
中国科学技术大学
2010.2--2010.6学年第1学期考试试卷
考试科目: 分子光谱学得分:__________
学生所在系:___________ 姓名:__________ 学号:___________ 一、选择题：（每题3分，共30分）
1、指出下列哪些运动能量的改变与分子的吸收光谱无关：（）
(a)平动能(b) 电子能(c) 振动能(d) 转动能
2、在25 o C和1atm条件下，对于可见光波长范围的分子吸收光谱，造成谱线增宽的最主要因素是：（）
(a)自然线宽(b) 多普勒线宽(c) 碰撞线宽(d) 入射光光强
3. H2O分子(C2V群)三个平动分量T x、T y和T z分别属于B1、B2和A1对称类，上下两个电子态跃迁为禁阻的是（）(a) A1—B1(b) A2—B1(c) B2—B2(d) A1—A2
4. 12C原子核自旋为0，12C
2自由基的基电子态（X 1∑
g
+）的J=0，1，2三个转动
能级的总简并度之比为：（）
(a) 1:3:5 (b) 1:0:5 (c) 1:2:4 (d) 1:5:9
5.下列多原子分子中能够观察到纯转动光谱的分子是：（）
(a) CH4；(b) CO2；(c) COS；(d) SF6
6. HCl35和HCl37折合质量比为（0.9924）2，其转动常数之比应为（）
(a) 0.9924 (b)(0.9924)2(c)1/0.9924 (d) (0.9924)1/2
7. H2O分子(C2V群)振动模的对称类为ν1(A1)、ν2(A1)和ν3(B1)，(111)振动能级的对称类为（）
(a) A1；(b) B1；(c) A2；(d) B2
8. 在Hund (a)耦合下，双原子分子2Δ电子态分裂的支项中，转动能级最小的J 值是（）
(a) 1/2 (b) 3/2 (c) 1 (d) 2
9. CO2分子（D∞h群）的三个简正模ν1(∑g+)、ν2(∏u)和ν3(∑+u)中无红外活性的是：
( )
(a) ν1；(b) ν2；(c) ν3；(d) 均无红外活性
10. 若多原子分子简正模简并度为d k=2，该简正模的v k=2振动能级简度度(g k)与
d k之间的关系为：（）（a）g k=d k；(b) g k>d k；(c) g k<d k；(d) g k与d k无关
二、问答题（30分）
1. 若某一同核双原子分子的电子组态中，其外层未满壳层的两个电子分别占据在(πg 2p)(πg 3p)和(πg 3p)2，写出上述两种电子组态的所有可能谱项。
（5分）
2. 属于C 2v 群分子轨道能级顺序为(1a 1)(2a 1)(1b 2)(3a 1)(1b 1)(4a 1)......, 写出H 2O 分子的基电子态和第一激发电子态的电子组态及其相应的谱项。
（5分）
3．画出2 电子态分别在Hunds （a ）耦合和Hunds （b ）耦合情况下转动能级纲要图，标明分裂后各电子态的转动能级对称性。
（5分） 4. 不包括平动能的双原子分子的总能量可表示为:
E =U (R e ) + hνe (v+2
1
) + hB e J(J+1) – hνe χe (v+2
1)2 – hαe (v+2
1)J(J+1) –
h e D ~J 2
(J+1)2 +hY 00，简要说明表达式中各项的物理意义。
（5分）
5. 同核双原子分子J ＝0转动能级的核交换对称性为s ，除核自旋以外的分子空间波函数的宇称为负（－），该分子应对应于下列哪一种电子态：(a) 1∑g +；(b) 1∑g －；(c) 1∑+u ；(d) 1∑-u 。
并用对称性纲要图标出该电子态J=0-4转动能级的对称性。
（5分）
6. 若不考虑核自旋，写出球陀螺，长对称陀螺，扁对称陀螺和线性多原子分子转动能级表达式，并且说明它们的能级简并度。
（5分）
三、考虑Λ双重分裂条件下，画出同核双原子分子1∏u –1∏g 电子态之
间转动能级的跃迁图，标明上下电子态中转动能级的对称性，说明选择定则，并用虚线表示强度较弱的谱线。
（10分）
四、画出线形分子C2H2（∏u－∑g+）振转能级的跃迁图，（其中∏u振
动态需要考虑l双重分裂），标明转动能级的对称性（+，-以及s, a）和P、Q、R三支。
（10分）
五、BCl3分子属于D3h群, 试用群论方法确定它的简正振动对称类以及
合频能级（0011）的对称类。
（10分）六、CO2分子的三个振动模ν1(∑g+)、ν2(∏u)和ν3(∑+u)的简正频率分别
为1388.1 cm-1, 667.3 cm-1, 2349.3 cm-1, 若不考虑振动非谐性,试求(0110)-(0000)和(1201)-(0000)红外谱带的频率(单位用cm-1)。
（10分）
附：特征标表。