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第四章 分子轨道理论习题课 一 氢分子离子的Sch eq 1 H2 的Sch eq 2 变分原理 3 S积分的意义 4 成键轨道 反键轨道及非键轨道 5 共价键的本质 二 分子轨道理论要点 1 单电子态函数 称为分子轨道 2 分子中电子的排布规律 3 原子轨道线性组合成分子轨道LCAO 4 原子轨道组合成分子轨道三条件 三 分子轨道类型符号能级顺序 1 分子轨道 2 能级顺序及键级 3 同核 异核双原子分子的电子组态 键能键长磁性判断 四 HMO法 1 HMO近似 2 久期行列式 能级计算 图形理论 3 电子排布 E ED计算 4 离域大 键的存在条件 类型及应用 分离近似 LCAO MO近似 S积分近似 一 判断题 1 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量 2 对于 分子轨道 的定义 正确的叙述是分子中单电子完全波函数 包括空间运动和自旋运动 3 在LCAO MO中 所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同号重叠 4 两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道 在能量较低的分子轨道中 能量较低的原子轨道贡献较大 在能量较高的分子轨道中 能量较高的原子轨道贡献较大 5 凡是成键轨道都具有中心对称性 6 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 则表明该电子是从成键MO上电离出的 二 填空题 1 HMO法的核心是 2 HMO法是在 理论基础上进一步简化提出的 3 以X轴为键轴 A原子的Py与B原子的 AO可形成MO 4 N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为 效应 5 某分子的电子组态为 该组态最可能是 的基态 6 变分法处理分子的 关于试探函数 的能量体系能量E0间的关系为 7 有四个AO进行线性组合形成的MO数目为 8 F2的电子组态为 其键级为 9 CN 的电子组态为 10 S p d等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是 只能形成 形分子轨道的是 11 SO2分子中离域 键为 它属于 电子离域 键 12 光气的离域 键为 13 的 此种形式采取了 近似 14 原子轨道有效地形成分子轨道的条件 15 在x方向上能与dxy轨道成键的角量子数l 2的原子轨道是 和 16 C2 的分子轨道为 键级 17 AB为双原子分子 若 A与 B形成 型分子轨道 那么分子的键轴为 轴 18 离域 键可分为正常离域 键 如 分子中存在 多电子离域 键 如 分子中存在 缺电子离域 键 如 分子中存在 三 综合题 1 某富烯的久期行列式为 试画出其分子骨架并给碳原子编号 2 写出O22 O2 O2 O2 和O22 的键级 磁性及键长次序 3 基态C2为反磁性分子 试写出其电子组态并说明原因 4 CF和CF 的键能分别为548kJ mol和753kJ mol 试用MOT解释 5 构成大 键的条件是什么 下列分子生成什么大 键 醌 苯胺 尿素 丁二烯 苯乙烯 臭氧 三氟化硼 二氧化氮 6 说明N3 的几何构型及成键情况 用HMO法求离域 键的离域能 并画出电子的能级分布图 7 分析H3C CH2 Cl CH2 CH Cl CH C Cl分子中C Cl键的键长次序 并说明原因 8 用分子轨道理论写出 的电子组态 键级 并预测能否稳定存在 它们的键长与其中性分子相对大小如何 9 用HMO法处理环戊二烯负离子 写出其久期行列式和形成的离域大 键的符号 并计算键能E 和离域能ED 一 判断题 1 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量 2 对于 分子轨道 的定义 正确的叙述是分子中单电子完全态函数 包括空间运动和自旋运动 3 在LCAO MO中 所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同号重叠 4 两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道 在能量较低的分子轨道中 能量较低的原子轨道贡献较大 在能量较高的分子轨道中 能量较高的原子轨道贡献较大 5 凡是成键轨道都具有中心对称性 6 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 则表明该电子是从成键MO上电离出的 二 填空题1 HMO法的核心是 2 HMO法是在 理论基础上进一步简化提出的 3 以X轴为键轴 A原子的Py与B原子的 AO可形成MO 4 N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为 效应 5 某分子的电子组态为 该组态最可能是 的基态 6 变分法处理分子的 关于试探函数 的能量体系能量E0间的关系为 7 有四个AO进行线性组合形成的MO数目为 8 F2的电子组态为 其键级为 9 CN 的电子组态为 10 S p d等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是 只能形成 形分子轨道的是 11 SO2分子中离域 键为 它属于 电子离域 键 12 光气的离域 键为 13 的 此种形式采取了 近似 14 原子轨道有效地形成分子轨道的条件 15 在z方向上能与dyz轨道成键的角量子数l 2的原子轨道是 和 16 C2 的分子轨道为 键级 17 AB为双原子分子 若 A与 B形成 型分子轨道 那么分子的键轴为 轴 18 离域 键可分为正常离域 键 如 分子中存在 多电子离域 键 如 分子中存在 缺电子离域 键 如 分子中存在 分离 MO py dxy 等电子 B2 4 1 S轨道 d轨道 多 B O 对称性匹配 能量相近 最大重叠 py dyz 1 5 Z 苯 氯乙烯 烯丙基正离子 三 综合题 1 某富烯的久期行列式为 试画出其分子骨架并给碳原子编号 1 2 3 4 5 6 2 写出O22 O2 O2 O2 和O22 的键级 磁性及键长次序 O22 O2 O2O2 O22 键级磁性键长 2 5 2 1 5 1 顺磁 顺磁 顺磁 反磁 O22 O2 O2 O2 O22 3 反磁 3 基态C2为反磁性分子 试写出其电子组态并说明原因 KK 1 g 2 1 u 2 1 u 4 由于S p混杂 使能级次序发生变化E2 g E1 u 4 CF和CF 的键能分别为548kJ mol和753kJ mol 试用MOT解释 CF的键级为2 5 CF 的键级为3 键级越大 键能越大 5 构成大 键的条件是什么 下列分子生成什么大 键 醌 苯胺 尿素 丁二烯 苯乙烯 臭氧 三氟化硼 二氧化氮 醌苯胺尿素丁二烯苯乙烯臭氧三氟化硼二氧化氮 6 说明N3 的几何构型及成键情况 用HMO法求离域 键的离域能 并画出电子的能级分布图 直线 N原子以sp杂化 形成2个 键 三个N原子的垂直分子骨架的p轨道形成两个相互垂直的 2个 键总ED 2 ED 1 656 7 分析H3C CH2 Cl CH2 CH Cl CH C Cl分子中C Cl键的键长次序 并说明原因 a为H3C CH2 Cl b为CH2 CH Cl c为CH C Cl a分子中没有大 键 b和c分子中都有大 键 其中c可形成两个互相垂直的大 键 最不易离去 b和c分子中的氯都参与大 键的形成 故都不易离去 键长次序 H3C CH2 Cl CH2 CH Cl CH C Cl or a b c 8 用分子轨道理论写出 的电子组态 键级 并预测能否稳定存在 它们的键长与其中性分子相对大小如何 解 键级 2 5 能稳