一、单项选择题(每小题1分) 1. σ型分子轨道的特点是( ) a. 能量最低 b. 其分布关于键轴呈圆柱形对称 c. 无节面 d. 由s 原子轨道组成答案:b.2. F 2+,F 2,F 2- 的键级顺序为( ) 3/2, 1, 1/2 a. F 2+ > F 2 > F 2- b. F 2+ < F 2 < F 2- c. F 2 > F 2- > F 2+d. F 2 < F 2- < F 2+答案:a.3. 分子轨道的含义是( ) a.分子空间运动的轨迹 b. 描述分子电子运动的轨迹 c. 描述分子空间轨道运动的状态函数 d. 描述分子中单个电子空间运动的状态函数 答案:d.4. π型分子轨道的特点是( ) a. 分布关于键轴呈圆柱形对称 b. 有一个含键轴的节面 c. 无节面 d. 由p 原子轨道组成 答案:b.5. F 2+,F 2,F 2- 的键长顺序为( ) a. F 2+ > F 2 > F 2-b. F 2+ < F 2 < F 2-c. F 2 > F 2-> F 2+d. F 2 < F 2-< F 2+答案:b.6.CO 分子的一个成键轨道O C c c φφψ21+=,且|c 1|>|c 2|,此分子轨道中电子将有较大的几率出现在( ) a. C 核附近 b. O 核附近c. CO 两核连线中点d. CO 两核之间答案:a.7.由分子轨道法比较O 2+,O 2,O 2-的键长顺序为( ) a. O 2+>O 2>O 2- b. O 2+<O 2<O 2- 5/2 2 3/2 c. O 2>O 2->O 2+ d. O 2<O 2-<O 2+ 答案:b.8.比较O 2+,O 2,O 2-的键级顺序为( ) a. O 2+>O 2>O 2- b. O 2+<O 2<O 2- c. O 2>O 2->O 2+ d. O 2<O 2-<O 2+ 答案:a.9.NO 分子的一个成键轨道O N c c φφψ21+=,且|c 1|>|c 2|,此分子轨道中电子将有较大的几率出现在( ) a. N 核附近b. O 核附近c. NO 两核连线中点d. NO 两核之间答案:a.10.通过变分法计算得到的微观体系的能量总是( ) 33. 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 答案:c.11. 下列分子(或离子)哪个是顺磁性的( ) a. F 2 b. B 2 c.CO d. N 2答案:b.12.O 2的最高占据轨道(HOMO)是( ) a.3g σ b.1uπc.1gπd.3u σ答案:c.13. N 2的最低空轨道(LUMO)是( ) a.3g σ b.1uπc.1gπd.3u σ答案:c.14. 以z 轴为键轴,按对称性匹配原则,下列各对原子轨道能组成分子轨道的是( )a.s,dxyb. p x, dz 2c.p y , dz 2d. p z , dz 2 答案:d.15.按MO 理论处理,下列键级顺序哪个正确( ) a. F 2+>F 2>F 2- b.F 2+<F 2<F 2- c. O 2+<O 2<O 2- d.N 2+<N 2<N 2- 答案:a.16.含奇数个电子的分子或自由基在磁性上( ) a. 一定是反磁性 b. 一定是顺磁性 c. 可为顺磁性或反磁性 d.不确定 答案:b.17. 下列分子的键长次序正确的是( )a. OF -> OF > OF +b. OF > OF -> OF +c. OF +> OF > OF -d. OF - > OF +> OF 答案:a.18.下列分子(或离子)中,哪些是反磁性的( ) a. O 2+b. O 2-c. COd. O 2答案:c.19. 下列说法中,不是LCAO-MO 三个原则的是: a.能量相近 b.能量最低 c.对称性匹配 d.最大重叠 答案:b.20. H 2+的Rr r Hb a 11121ˆ2+--∇-=时,已采用的下列处理手段是( )a.单电子近似b.变量分离c.定核近似d.中心力场近似 答案:c.21. 用紫外光照射某双原子分子, 使该分子电离出一个电子。
如果电子电离后该分子的核间距变短了, 则表明该电子是( )a. 从成键 MO 上电离出的b. 从非键 MO 上电离出的c. 从反键 MO 上电离出的d. 不能断定是从哪个轨道上电离出的 答案:c.22.下列分子中呈反磁性的是( ) a. B 2 b. NO c. CO d. O 2 答案:c二、多项选择题(每小题2分)1.下列分子(或离子)哪些是顺磁性的( ) a. F 2 b. B 2 c. O 2+d. N 2e. CO答案:b,c2.下列分子(或离子)中,哪些是反磁性的( ) a. F 2 b. B 2 c. O 2+ d. N 2 e. CO答案:a,d,e3. H 2+的Rr r Hb a 11121ˆ2+--∇-=时,已采用的下列处理手段是( )a.单电子近似b.原子单位c.定核近似d.中心力场近似e.变量分离 答案:b,c4.下列为LCAO-MO 理论的基本原则是( ) a.能量相近 b.能量最低 c.对称性匹配 d.正交归一 e.最大重叠 答案:a,c,e三、填空题(每小题1分)1. O 2的最高占据轨道为1πg ,用图示标出其上电子排布应为_________。
答案:2.LCAO -MO 三原则为能量相近、对称性匹配和________________________。
答案:最大重叠3. 变分原理可表示为0E ≥H ⎰⎰*∧*τψψτψψd d ,式中ψ称为变分函数,E 0是体系的___________。
答案:基态能量4. 原子轨道线性组合成分子轨道的原则是_______________,对称性匹配原则和最大重叠原则。
答案:能量相近5. N 2的最高占据轨道为_______________。
答案:3g σ6. 重叠积分S ij 表明原子轨道的______________。
答案:重叠程度7.σ型分子轨道的特点是_________________________。
答案:关于键轴呈圆柱形对称8. π型分子轨道的特点是_____________________________。
答案:关于包含键轴的平面是反对称的9. 分子轨道是描述_________________________的状态函数。
答案:分子中单个电子空间运动的10. F 2+,F 2,F 2-的键长顺序为______________。
答案:F 2+<F 2<F 2- 11. N 2为 _____(顺或反)磁性分子。
答案:反 12.-2O 、2O 、+2O 的键能顺序为______________。
答案:+2O >2O >-2O 13. O 2的最高占据轨道为1π2g ,为 _____(填顺或反)磁性分子。
答案:顺14.H 2+的哈密顿算符______________。
答案:Rr r Hb a 11121ˆ2+--∇-= 15.电子按照能量最低原则、______________、洪特规则填充在分子轨道中。
答案:保里原理四、判断对错并说明理由(每小题2分)1.MO 理论采用了单电子近似,所以不考虑电子的相互作用。
答案:错,MO 理论采用了单电子近似,只是电子排斥能项仅与该电子坐标有关,而不是忽略电子之间的相互作用。
2.具有自旋未成对电子的分子是顺磁性分子, 所以只有含奇数个电子的分子才能是顺磁性的。
答案:错,含偶数个电子的分子,只要有未成对电子,也表现顺磁性,如O 23.N 2分子基态的最高占据轨道是σ型轨道。
答案:对, N 2分子基态的最高占据轨道是3g σ轨道。
4.LCAO-MO 的三个基本原则是正交、归一、平方可积。
答案:错,LCAO-MO 的三个基本原则是能量相近、最大重叠、对称性匹配。
5. O 2分子基态的最高占据轨道12gπ,所以O 2分子为反磁性分子。
答案:错,O 2分子基态的最高占据轨道12gπ,因1gπ轨道包含两个简并轨道,所以O 2分子为顺磁性。
五、简答题(每小题5分)1. LCAO-MO 的三个基本原则是什么?答案:能量相近原则(2分)、最大重叠原则(2分)、对称性匹配原则(1分)2.画出H 与Li 形成HLi 分子的分子轨道能级图,标明轨道标号及电子占据情况答案:HLi分子轨道示意图注:H 、Li 原子组态各1分,HLi 电子组态3分,标明分子轨道类型1分。
3.说明下列分子或离子是顺磁性还是反磁性,为什么? B 2、 N 2、 O 2、 -2F 、CO答案:B 2 KK22g σ22u σ12u π 顺磁性 (1分) N 2 KK22g σ22u σ14uπ32g σ 反磁性 (1分)O 2 KK22g σ22u σ32g σ14uπ12gπ顺磁性 (1分)-2F KK22gσ22u σ32g σ14u π14gπ31u σ 顺磁性 (1分) CO 1σ22σ23σ24σ21π45σ2 反磁性 (1分)4.试由分子轨道法比较-2F 、2F 、+2F 的键长、键能顺序。
答案:-2F KK22gσ22u σ32g σ14u π14gπ31u σ键级=0.5 (1分) 2F KK22g σ22u σ32g σ14uπ14gπ键级=1 ( 1分) +2F KK22gσ22u σ32g σ14u π13gπ 键级=1.5 (1分)键级越大,键能越大,键长越短,因此 键能+2F >2F >-2F (1分) 键长-2F >2F >+2F (1分)5. 试由分子轨道法比较-2O 、2O 、+2O 的键长、键能顺序。
答案:-2O KK22g σ22u σ32g σ14uπ13gπ键级=1.5 (1分)2O KK22gσ22u σ32g σ14u π12g π 键级=2 (1分) +2O KK22g σ22u σ32g σ14u π11gπ 键级=2.5 (1分)键级越大,键能越大,键长越短,因此键能+2O >2O >-2O (1分) 键长-2O >2O >+2O (1分)6.写出定核近似下H 2的哈密顿算符(用a.u 表示) 答案:Rr r r r r H b b a a b a 1111112121ˆ12212122++----∇-∇-=。