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结构化学 习题

19. 10 分(5033)用Huckel MO 法,求烯丙基的(1) π电子能级;(2)π分子轨道;(3) 电荷密度;(4) 键级。

20. 10 分(2258)2258 确定下列体系基态的多重性。

(1) a=2b,二维势箱中10个电子;(2) a=b=c,三维势箱中11个电子;(3) Cr(Z=24)原子的基谱项。

四、问答题( 共1题10分)21. 10 分(4106)以正方体各条棱的中点为顶点构成的多面体有多少个顶点、多少条棱、多少个面?这些面中有无正三边形、正方形、正五边形和正六边形?若有,有几个?给出该多面体所具有的全部对称元素和所属点群。

写出Li原子的哈密顿算符,并说明每一项的物理意义。

若氢原子处于310ψ状态,试计算它的能量E ,轨道角动量M ,轨道角动量和Z 轴的夹角,并指出该状态波函数的节面个数、位置和形状,以及概率密度最大值的位置。

氢原子波函数()都是归一化的和波函数φϕφφφϕ1,1,331,1,220,1,21-++=c c c 所描述的状态的能量平均值是多少原子单位?能量为81-原子单位的状态出现概率是多少?角动量平均值是多少 ?角动量为2的状态出现概率是多少?角动量在Z 轴上分量为2的状态出现概率为多少?已知氦原子的第一电离能I 1 = 24.59eV ,试计算⑴ 第二电离能;⑵ 在1s 轨道上两个电子的互斥能;⑶ 有效核电荷;⑷ 屏蔽常数用斯莱特屏蔽模型方法计算Be 原子的第一电离能I ,并估计Be 原子的2s 轨道能量。

写出下列原子的光谱基项(即基态光谱支项):⑴ Mg ;⑵ Cr ;⑶ Ni ;⑷ Si ;⑸ Co 。

(8-26)2-38 推导出下列组态对应的光谱项:⑴11d p ;⑵11d d ;⑶11f p ;⑷ 111d p s ;⑸111p p p ;假如原子A 以轨道yz d ,原子B 以轨道p x 、p y 或p z 沿着z 轴(键轴)相重叠,试问B 原子中哪些p 轨道能与A 原子的yz d 有效组成分子轨道,哪些不能?为什么?若A 原子是以22y x xy d d -或参加成键呢?结果又如何?请写出、2Cl HCl CN O 2、、-+的分子轨道式,并说明是顺磁性还是逆磁性分别用分子轨道法和价键理论简要地讨论N2和CO的分子结构,并比较它们所得结论的异同。

N2的键能(7.37 eV)比+2N的键能(6.34 eV)要大,但O2的键能(5.08 eV)却比+O的键2能(6.48 eV)小,这个事实如何用分子轨道理论解释CO键长为1.129 Å,CO+的键长为1.115Å,试根据CO分子轨道特征解释其原因。

双原子分子AB的键轴是z轴,试问A 的下列原子轨道中哪些轨道分别对A-B的σ或δπ、键有贡献:⑴s;⑵x p;⑶y p;⑷z p;⑸2d;⑹22y x d-;⑺zd;⑻xz d;⑼yz d。

xy试比较B2、C2、N2、O2、F2分子的键级,键能和键长大小关系,并简述其理由对于OH分子,试讨论下列问题:⑴按分子轨道理论写出其电子基组态。

⑵在哪个轨道上出现不成对电子?此轨道的特征是什么?(是成键,非键,还是反键)。

⑶已知OH的第一电离能为13.2 eV,HF为16.05 eV,它们差值几乎和O原子与F原子的第一电离能(15.8 eV与18.6 eV)差值相同,试说明理由。

如果苯环周长为l = 6a (a为C-C键长),π电子的轨道能量可近似地表示为E n= n2h2/8ml2,试按照一维势阱模型计算苯中π电子总能量。

下列分子哪些是共轭分子?若是写出其大π键符号m∏键。

n⑴C2H4 ⑵CH2=C=CH2⑶CH2=CHCl ⑷CH2=C=O⑸BF3⑹PCl3⑺-23SO ⑻HgCl2⑼C6H5NNC6H5试用HMO法处理环丁二烯,求基态π电子能量和离域能。

(设四个碳原子处于正方形顶点)5-13试用HMO 法处理烯丙基(CH 2=CH -CH 2),求出能级和分子轨道,并说明烯丙基,烯丙基阳离子22C H C H C H +=-和烯丙基阴离子22C H C H C H -=-中电子排布和成键情况以及离域能。

用姜–泰勒效应说明下列配位离子中哪些会发生畸变。

⑴ [NiCl 6]4- ⑵ [CuCl 6]4-⑶ [MnCl 6]4- ⑷ [Ti(H 2O)6]3+⑸ Cr(H 2O)26+ ⑹ Co(H 2O)+36⑺ [NiCl 4]2-(四面体)⑻ [FeCl 4] - 四面体) ⑼TiCl 4(四面体) ⑽ ZnCl -24(四面体)根据VSEPR 法预测下列物质的几何形状:⑴ 3I - ⑵ SnCl 2 ⑶ H 3O +⑷ PCl 3 ⑸ 4BH -⑹ 4BF - ⑺ AsCl 5 ⑻BrF 5 ⑼ SO 3 ⑽ SO 2Cl 2对于电子组态为4d的八面体配位化合物,计算其⑴分别处于高低自旋基态的能量(考虑电子成对能P的影响);⑵当高低自旋构型具有相同能量时,成对能P和晶体场分裂能⊿0的关系如何?试说明为什么[FeF6]3-和[ZnCl6]4-都是无色的,并说明此两分子的不成对电子数目写出下列分子所属的点群(用熊夫里符号表示)⑴O2 ⑵CO ⑶顺式丁二烯(4)蒽Cl Cl(5)对二氯苯⑹-2CO(平面型) ⑺C2H6(交3叉式)⑻C2H6(重叠式)⑼CH3CHClBr ⑽椅式环己烷写出下列分子所属点群⑴乙烯⑵反式二氯乙烯⑶丙二烯⑷氯苯⑸五氟合铀酰阴离子[UO2F5]3-(五角双锥) ⑹七氟化碘(五角双锥)⑺1,3,5-三溴代苯⑻HCN⑼CO2⑽平面型正硼酸单体H3BO32. 2 分(6024)下列哪个络合物的磁矩最大?------------------------------------ ( )(A) 六氰合钴(Ⅲ)离子(B) 六氰合铁(Ⅲ)离子(C) 六氨合钴(Ⅲ)离子(D) 六水合锰(Ⅱ)离子(E) 六氨合钴(Ⅱ)离子3. 2 分(3019)3019 两个原子的d yz轨道以x轴为键轴时,形成的分子轨道为--------------------- ( )(A) σ轨道(B) π轨道(C) δ轨道(D) σ-π轨道下列分子具有偶极矩且不属于C n v的分子是:---------------------------- ( )(A) H2O2(B) NH3(C) CH2Cl2(D) CH2═CH25. 2 分(6052)单核羰基络合物Fe(CO)5的立体构型为:------------------------------------ ( )(A) 三角双锥(B) 四面体(C) 正方形(D) 八面体(E) 三角形二、填空题( 共5题10分)6. 2 分(6079)d x2-y2sp3杂化轨道形成___________几何构型。

7. 2 分(3026)3026 在z方向上能与d xy轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是____________ ,形成的分子轨道是_________轨道。

8. 2 分(4013)d3(2dz ,d xy,d22yx)sp(p z)杂化的几何构型属于_________点群。

Fe(CN)63-的LFSE=________________。

*. 2 分 (3029)3029 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价层的电子组态:N 2:_____________________________ , O 2:_____________________________ 。

三、计算题 ( 共 7题 70分 )12. 10 分 (5176)写出22H C H C C H π电子的久期行列式。

已知该“分子”的3个πMO 为:ψ1=1/2 φ1+ 1/2φ2+ 1/2 φ3 ψ2=1/2φ1- 1/2φ3 ψ3=1/2 φ1- 1/2φ2+ 1/2 φ3 求各原子的电荷密度和π键键级。

13. 10 分 (5029)5029利用分子的对称性, 求环丁二烯分子的大π键分子轨道和能量。

14. 10 分 (6072)求算下列离子的配位场稳定化能( LFSE ,以△0为单位)。

(a) Mn(H 2O)62+ (b) Fe(CN)64- (c)FeF 63- (d) Co(NH 3)63+(e) Fe(H 2O)62+15. 10 分 (2047)2046 H 原子的zp 2ψ轨道上的电子出现在︒=45θ的圆锥内的概率是多少? ()θa r a a Zr z cos e 124102023021p 2-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π=ψ16. 10 分 (2230)2230 氢原子光谱中第6条谱线所产生的光子能否使分子CH 2(CH)6CH 2从其基态跃迁到第一激发态(设该分子的长度为1120?pm)。

四、问答题 ( 共 5题 50分 )19. 10 分 (4054)4054 写出 (1) H 2C ═C ═CH 2, (2) FHC═C ═CH 2, (3) F 2C ═C ═CH 2,(4) FHC ═C ═CHF 分子的点群。

22. 10 分(5075)用价电子对互斥理论说明下列分子和离子的形状和点群:SO32-;SO3;XeOF4;NO2+;NO23. 2 分(3123)3123 硫代硫酸钠的XPS 谱在硫的2p 区有两个双峰,这是因为有:---------- ( )(A) 自旋—自旋及自旋—轨道偶合(B) 自旋—轨道及轨道—轨道偶合(C) 自旋—轨道偶合且有不同化学环境的硫(D) 自旋—自旋偶合且有不同化学环境的硫4. 2 分(5011)判断:在形成CH4分子的过程中,C 原子的2p轨道和H原子的1s轨道组合成sp3杂化轨道。

------------------------------ ( ) 5. 2 分(6054)CO 与过渡金属形成羰基络合物时,CO 键会:------------------------------------ ( )(A)不变(B)加强(C)削弱(D)断裂二、填空题( 共5题10分)6. 2 分(6068)Re Re四重键中,δ键由__________轨道迭加而成(键轴为z轴)。

7. 2 分(3049)3049 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______________ 。

8. 2 分(4058)交叉式乙烷( C2H6) 分子属于__________点群。

9. 2 分(6092)对于正八面体络合物ML6,与中心原子p x轨道对称性匹配的群轨道是_______。

(以z i表示第i个配位体的p z轨道)*. 2 分(3054)3054 HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _________________________ 。

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