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结构化学第三章练习题

第三章双原子分子的结构与性质1.(南开99)下列AB型分子N2, O2, CN, NeF中分子的得电子变为AB-后比原来中性分子键能大, 失电子后变为AB+后比原分子中性分子键能大。

2.(南开94)写出B2分子的分子轨道标识及磁性。

3(南开92)按简单分子轨道理论, 形成有效分子轨道的三个基本原则是()。

写出下列分子中电子的排布情况:O2,N2,CO4.(北师大)对于分子的三重态,下列解释正确的是( )A.分子中有一个未成对电子B.分子中有两个自旋配对电子C.波函数必是三阶行列式D.分子中有三个未成对电子E.分子的总自旋量子数为15.(军事科学院93)按分子轨道理论,氢分子的成键轨道是( ),反键轨道是( )。

按价键理论,其基态的键函数是( )6.(北师大94)写出下列分子基态的价层电子组态和键级。

A.N2+ B.CN- C.O2+7.(北大93)C2分子的键长(124pm)比C原子的共价双键半径之和(67pm*2)短的原因是什么?8.(北大92)判断下列轨道间沿z轴方向能否成键。

如能成键,请在相应位置上填上分子轨道名称。

9.(北大91)在NO 2+,NO +,NO ,NO -中, 哪一个有最短的键长, 指明其价电子组态键级。

10.(北大93)在HI(H=1,I=127)振动光谱图中, 观察到2230cm -1强吸收峰,若将HI 的简正振动看作谐振子,则 (1)说明此简正振动是否有红外活性 (2)计算HI 简正振动频率 (3)计算零点能(4)计算HI 简正振动力常数11.(北大92)实验测得HI 分子基本光谱带和第一泛音谱带分别是2230cm -1和4381cm -1, 求HI 的力常数 (原子量H=1,I=126.9) 12.(北师大94)测定双原子分子HF 力常数最常用的方法是( )A.电子能谱B.电子光谱C.红外光谱D.微波波谱E.核磁共振谱 13.(南开98)1H 35Cl 气体振动光谱的主谱带中心波数0ν =2885.9cm -1,用分辨率很高的红外光谱仪记录谱图,可以清楚地观察到主谱带的谱带结构(带的0ν 两侧分布着许多谱线),请粗略的划出1H 35Cl 分子主谱带的红外光谱图(参见课本p 103)14.(南开96) 已知1H 35Cl 分子的基本振动谱带波数为2885.67cm -1, 求2D 35Cl 的基本振动谱带波数(振动按谐振子模型处理) 解:1H 35Cl 和2D 35Cl 的键的力常数相同P x P z d xyd xz P x π -- -- π P y -- -- -- -- d xy -- -- δ -- d xz π -- -- --0ν=0ν=15.(南开95)某双原子分子的纯转动光谱中相邻两条谱线的波数为A ν =41.59cm-1,B ν =62.38cm -1,求这两条谱线所对应的转动能级跃迁的初态和终态的转动量子数(即转动跃迁初态和终态的J 值) 解:先求两条谱线对应的量子数 ν =2B(J+1) 所以J=12Bν-2B=BA vν- =63.28-41.59=20.79cm -1J A =42.59111220.79A Bν-=-= J B =62.38112220.79B Bν-=-=A ν 对应的是由于J=1→2的跃迁B ν 对应的是由于J=2→3的跃迁 16.(南开92)1H 35Cl 分子键长r e =1.2911Å, 弹力常数k=5.125*105达因/cm,若分子振动按谐振子模型处理, 转动按刚性转子模型处理,计算 (1) 1H 35Cl 分子红外光谱带的吸收波数。

(2)主谱带两侧离带心的最近的两条谱线(左右各一条)的间距(以 cm -1计) 解:(1)谱带的吸收波数,0cνν===2991 cm -1(2) 主谱带右侧谱线波数02B ν+ ,左侧谱线波数02B ν-124441.618h B cmIcπ-=⨯=17.(北师大)CO 2的平动, 转动, 振动自由度分别为( ) A.3,2,4 B.3,3,3 C.1,4,4 D.3,2,1E.1,2,3100'2885.672068.62cm νν-==⨯=18.(南开91)分子光谱是由分子内部运动的能级跃迁产生的,其中转动能级的跃迁吸收光的波长在微波区和远红外光谱区, ()能级跃迁吸收光的波长在近红外光谱区,()能级跃迁的吸收的波长在紫外可见光谱区。

19. SO2的分子三个基频波数分别为(1)1361cm-1 (2)1151 cm-1(3)519 cm-1,它们依次对应于简正振动模式,其中红外活性的有(1)(2)(3),Ramon活性的有(1)(2)(3)20.画出CO2分子的全都简正振动模式,并指出哪些是红外活性的。

解:3n-5=4个简正振动模式21.(南开04)按分子轨道理论写出OF+分子基态时的电子组态,其键级为,该分子为顺磁性还是反磁性.22.(南开02)考察CN-负离子和OF+正离子的成键情况(生成了哪些类型的化学键、键级)和分子的磁性(顺磁性或反磁性),并填写下表23.(南开01)1H 35Cl 分子的红外吸收光谱基本振动谱带的波数为2885.67cm -1,P 支第一条线和R 支第一条线(从带心数起)两线间距为40.46cm -1,振动按谐振子模型处理,转动按刚性转子处理,将结果填在下表中(表中J 1位分子处在振动基态时的转动量子数,J 2为分子处于振动第一激发态时的转动量子数).h=6.626*10-34J.s解:4B=40.46cm -1 2B=20.23cm -12(1)B J ν=+ 12J Bν=-J=0, 1, 2…从 J →J+1 的跃迁, 谱带中心线波数:2885.67R 支第一条谱线:J=2B/2B-1=0 即 J=0→J=1 的跃迁第二条谱线:J=4B/2B-1=1 即 J=1→J=2 的跃迁 P 支:(12)(1)2J J J J B ννν∆=+→+-→+=从J+1→J 的跃迁,J=1, 2, 3…P支第一条谱线:J=2B/2B-1=0 即J=1→J=0 的跃迁第二条谱线:J=4B/2B-1=1 即J=2→J=1 的跃迁24.(南开01)下列提法以分子轨道理论为基础,试指出哪一个是不正确的(C)A.在分子中,键合的所有的电子受到分子中所有核和电子的相互作用B. n个线性独立的原子轨道组合可以得到n个线性独立的分子轨道C. 对键轴呈转动对称的分子轨道叫π轨道D.当两个原子的p轨道能量相近,并有公共的轴线,则两个原子的p轨道沿其公共轴线接近并产生同号重叠的可生成σ键.25.(南开05)如图所示的两个原子轨道沿z方向接近时,形成( )轨道A.σB.σ*C.πD.π*26.(南开06)(1)NO基态的键级为( )A.1B.1.5C.2D.2.5E.3(2)下图所示的两个原子轨道沿X方向接近时,形成( )轨道A. σB.σ*C. πD.π* E对称性不匹配,不形成分子轨道x27(中山99)①以z轴为键轴,下列原子轨道之间能组成何种分子轨道dz2—dz2组成( )轨道d xy—d xy组成( )轨道d yz—d yz组成( )轨道②下列四种分子或离子中为顺磁性的是( )A.Cl2B.O2+-D.HCl③同核双原子分子O2, O2+, O2-和N2 ,N2+, N2-的键长大小应为( )A. O2+>O2>O2- N2->N2+>N2B. O2->O2>O2+ N2>N2+>N2-C. O2+>O2>O2- N2>N2+>N2-D. O2->O2>O2+ N2->N2+>N2 28(中山98)(1)下面四种分子或离子中为顺磁性的是( )A.N2B.NO-D.O2(2)同核双原子分子B2,C2,N2,O2和F2键长大小次序为( )A. B2< C2< N2< O2> F2B. B2<C2<N2>O2>F2C. B2>C2>N2<O2<F2D. B2>C2>N2>O2>F229(南京大学2000)分别给出O2分子和N2分子的电子组态, 指出二者的分子轨道能级次序有何区别,并说明原因(6分)30(南京大学01)①下列叙述正确的是( )A. 分子轨道是分子中电子的运动状态的严格描述B. 分子轨道的种类按其关于xy平面的反映对称性分为σ,π,δC. 与原子中的情形不同,分子中电子运动的总波函数在交换两个电子的位置时波函数的符号不改变D. 述三种叙述都不正确②关于分子轨道理论与价键理论,下列叙述不正确的是( )A. 分子轨道理论选择单电子波函数为试探变分函数,价键理论选择多电子波函数作为试探变分函数B. 分子轨道理论与价键理虽然从不同角度出发,但所得结论是相同的,即计算的分子电子运动的总能量是相同的C. 分子轨道理论与价键理论各有所长,分子轨道理论在解释光,电, 磁等性质方面有优势;价键理论在解释有关化学键的性质方面有优势D. 上述三种叙述都不正确③请从电子结构的角度分析下列现象,O2+的键能大于O2解:O2:KK 2σg2 2σu2 3σg2 1πu4 1πg2O2的HOMO是反键π轨道,失去1个电子变成O2+时失去的是能量高的反键π电子,体系能量降低,键能更大。

或O2的键级为2,O2+的键级为2.5。

31.(北师大90)CN-的电子组态是( )A. (1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4(5σ)2B. (1σ) 2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4(5σ)2(2π)4C. (1σ) 2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4(5σ)2(2π)1D. (1σ) 2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4(2π)1(5σ)232.(清华)①判断下述轨道在沿x轴靠近时是否成键,如能成键请写出键的类型,如不能成键,则用”x”表示⑴s与d xy ⑵p y与d yz ⑶p z与d x2-y2 ⑷s与p x ⑸d z2与d z2×××σπ②N2分子分子组态为kk(σs)2(σs*)2(πxy)4(σz)2O2分子分子组态为kk(σs)2(σs*)2(σz)2(πxy)4(πxy)2可以看出πxy 和σz 的次序颠倒,什么作用引起这种颠倒?在什么样的条件下这种作用有意义? (见周公度书p85) 33.(东北师大98)①原子轨道线性组合成分子轨道的原则是什么?③ 同核双原子分子具有中心反对称的分子轨道是什么类型的? ③写出CN -和N 2的电子组态,计算它们的键级。

34.(东北师大98)已知H 2的振动基频为4405cm -1.试估计HD 和D 2的振动基频是多少? 解:35.(东北师大99)H 2的零点振动能E v (0)=0.26eV,求D 2(重氢)的零点振动能.解:36.(东北师大2000)用MO 理论推断OF,OF -,OF +的三分子顺磁性大小次序。

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