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文档简介
1、习题5一、填空题1能量为100eV的自由电子的德布罗依波波长为 cm。 2、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。3、He原子的哈密顿算符为 4、氢原子的3Px状态的能量为 eV。角动量为 角动量在磁场方向的分量为 ;它有 个径向节面, 个角度节面。5、氟原子的基态光谱项为 6、与氢原子的基态能量相同的Li的状态为 二、计算题一维势箱基态,计算在 附近和势箱左端1/4区域内粒子出现的几率。三、 简答题计算环烯丙基自由基的HMO轨道能量。写出HMO行列式;求出轨道能级和离域能;比较它的阴离子和阳离子哪个键能大。四、 简答题求六水合钴(钴2价)离子的磁矩(以玻尔磁子表示)、CFSE,预测
2、离子颜色,已知其紫外可见光谱在1075纳米有最大吸收,求分裂能(以波数表示)。五、 简答题金属镍为A1型结构,原子间最近接触间距为2.482,计算它的晶胞参数和理论密度。六、简答题结晶是的立方单位晶胞,结晶密度4.10,相对分子质量为135.98,求单位晶胞所含分子数,若设钛在立方单位晶胞的中心,写出各原子的分数坐标。七、名词解释1、原子轨道;分子轨道;杂化轨道;2、电子填充三原则;杂化轨道三原则;LCAO-MO三原则习题5参考答案一、1; 29; 3。; 4;不确定;1;1。;5;63S;3P;3d;二、在的几率即几率密度=三、x 1 1 1 x 1 =01 1 x , , ,可见阳离子键能
3、大。四、3.87;CFSE=;未落在可见区,离子为无色。五、 A1型结构, 六、 1、2、如设Ti为中心位置:;则Ca应在顶角位置:Ca(0,0,0);O在面心,七、1、原子中单电子空间运动的状态函数叫原子轨道;分子中单电子空间运动的状态函数叫分子轨道;在形成分子的瞬间,由于配位原子的微扰作用,中心原子的能量不同的原子轨道可以重新线性组合得到新的原子轨道,这个新的原子轨道叫杂化轨道。 2、电子填充三原则是:能量最低原则,包里原理,洪特规则; 杂化轨道三原则是:正交性原则,归一性原则,单位轨道贡献原则; LCAO-MO三原则是:对称性一致原则,最大重叠原则,能量相近原则。习题6一、 选择题1、原
4、子轨道是指( )(A)单电子运动的函数(B)单电子完全波函数 (C)原子中电子的运动轨道(D)原子中单电子空间运动的状态函数2、已知一维势箱中粒子的状态为,则粒子出现在处几率P为( )(A) (B) (C) (D)3、具有100eV能量的自由电子的德布罗意波波长为( ) (A)70.7pm (B)122.5pm (C)245pm (D)35.4pm4、在原子中具有相同主量子数,而不同状态的电子最多有( )(A)2n个(B)n个(C)n2个(D)2n2个5、如果氢原子的电离能为13.6eV,则He的电离能为( ) (A)13.6eV (B)6.8eV (C)54.4eV (D)27.2eV6、比
5、较O2和的分子轨道中的电子排布,可以发现( )(A)两者结合能相同(B)O2比结合能大(C)比O2结合能大 (D)O2是单重态7、CaF2晶体中每个Ca2+离子周围紧靠着的F-离子的数目为( )(A)12个(B)8个(C)6个(D)4个8、3种配合物:中有d-d跃迁光谱的是( )(A) (B) (C) (D)和9、Li原子基态能量最低的光谱支项是( ) (A) (B) (C) (D)二、填空题1、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。2、He原子的哈密顿算符为 3、氢原子的3Py状态的能量为 eV。角动量为 角动量在磁场方向的分量为 ;它有 个径向节面, 个角度节面。4、与氢原子的基
6、态能量相同的Li的状态为 5、和中键能最大的是 。三、计算题一维势箱基态,计算势箱左端1/4区域内粒子出现的几率。 四、计算和回答1、HMO近似方法采用了哪些近似?2、写出环戊二烯负离子的休克尔行列式。3、如解出的分别是。计算大键键能和离域能。五、简答题 1、完成下表(指出自旋状态和d电子排布):组态MLP/cm-1自旋状态电子排布图d6CO3+6F21 00013 000 6NH321 00023 000 6CN21 00033 000 d7CO2+6NH322 50010 100 2、 为什么同一配位体NH,对不同的Co3+、Co2+形成的配合物值也会不同?3、 指出上面哪些配合物不会产生
7、姜-泰勒效应。六、简答题1、写出分子的电子组态,分析成键情况,解释其磁性。2、列出、和的键长次序。3、有1097cm-1、1580cm-1、1865-1 3个振动吸收带,可能是、和所产生的,指出哪一个谱带是属于的?七、简答题已知NaCl晶体是由立方面子晶胞组成,其晶胞参数a=563.9pm。(1)写出原子分子坐标;(2)写出Na+ 和Cl- 的配位数;(3)计算晶面(110)及(100)的晶面间距;(4)求晶体密度(Ar=58.5)。 习题6参考答案一、1、D;2、C;3、B;4、D;5、C;6、C;7、B;8、C;9、B。二、1、9; 2、。; 3、;不确定;1;1。;4、3S;3P;3d;
8、 5、N。三、四、 1、库仑积分是C原子轨道平均能量。 交换积分重叠积分x 1 0 0 11 x 1 0 00 1 x 1 0 =00 0 1 x 11 0 0 1 x 2、3、; 五、 1、从上到下的自旋为高自旋、低自旋、低自旋、高自旋。从上到下的自旋排布为;。2、由于是弱场配体,它和中心离子除了键外还有键,但是以充满电子的轨道和d轨道中轨道成键,使中心离子d轨道中能级升高,值减小。相反是强场,与M形成键时,提供空的轨道,使d电子中能级下降,增大。不成键,介于两者之间。相同的,由于比电荷多,与L相互作用大,故大。3、和不会产生姜-泰勒效应。六、1、 ,1个键,2个三电子键,总键级2,顺磁性分
9、子;2、键长为;3、的键能最大,振动频率最高,故其振动频率为1865cm-1。七、(1) (0,0,0),;(2) 配位数为6:6;(3) (4) 。习题7一、选择题1、氢原子的Hamiltonian算符是( )(A) (B) (C) (D)2、下列波函数中量子数n、l、m具有确定值的是( )(A) (B) (C) (D) (E)3、如果一个原子的主量子数是4,则它( )(A)只有s、p电子 (B)只有s、p、d电子 (C)有s、p、d和f电子 (D)有s、p电子4、如果是一维势箱中电子最低能态的能量,则电子的较高一级能态的能量是( )(A)2 (B)4 (C)8 (D)165、氢原子4d径向
10、函数对r做图的节点数为( )(A)0(B)1(C)2(D)36、光是由量子组成的,如光电效应所展示的那样。已发现光电流依赖于( )(A)入射光的频率(B)入射光的位相和频率(C)入射光的强度和频率(D)仅仅入射光的强度7、某元素以面心立方结构结晶出来,试向每一单元晶胞中该元素的原子数为( )(A)1(B)2(C)4(D)68、CIO3F的几何构型属于( )(A)正方形平面(B)三角形平面 (C)正四面体(D)四面体9、波长为10pm的光子能量为( )(A)12.4eV (B)124eV (C)0.12eV (D)1.24×105eV10、欲用150V电压加速电子,则与之相应的德布罗意
11、波长约为( )(A)10nm (B)1nm (C)0.1nm (D)1×10-2nm 11、与3个晶轴的截长分别为(1/2)a、(1/3)b、(1/6)c的晶面符号是( )(A)(1/2 1/3 1/6) (B)(2 3 6) (C)(3 2 1) (D)(2 3 1)12分子轨道是( )(A)分子中电子运动的状态函数 (B)分子中电子空间运动的轨道(C)分子中单电子空间运动的状态函数 (D)原了轨道的线性组合13、ns2组态的光谱项是( )(A)2S1/2 (B)2S (C)1S (D)1S014、化合物CO、CO和(CH)2CO中,碳氧键键长是( )(A)CO最长,CO2最短 (
12、B)CO2最长,(CH3)2CO最短(C)一样长 (D)CO最短,(CH3)2CO最长15、反式乙烷所属点群为( )(A)C3 (B)D3d (C)C3v (D)C2v16、测不准关系的含义是指( )(A)粒子太小,不能准确测定其坐标 (B)运动不快时,不能准确测定其动量(C)粒子的坐标的动量都不能准确地测定(D)不能同时准确地测定粒子的坐标与动量17、下列分子中,键角最大的是( )(A)H2O (B)NF3 (C)NH3 (D)OF218、配合物Co(CN)6中,未成对电子数为( )(A)0 (B)1 (C)2 (D)319、下列化合物中,C1的活泼性最强的是( ) (A)C6H5Cl (B
13、)C6H5CH2Cl (C)(C6H5)2CHCl (D)(C6H5)3CCl20、下列晶体中,离子极化最强的是( )(A)AgF (B)AgCl (C)AgBr (D)Agl21、振动-转动分子能级跃迁产生光谱的区域为( )(A)远红外(B)近红外(C)远紫外(D)近紫外22、下列分子中,无振动光谱的有( )(A)NH3 (B)CH4 (C)H2O (D)N223、下列分子中,具有偶极矩的是( )(A)CH4(B)CO2(C)SF6(D)NH324、下列稳定性次序,正确的是( )(A) (B)(C)(D)25、假定CH基是平面的,则不成对电子应处于( )(A)2s (B)2px (C)2py
14、 (D)2pz26、下列的跃迁中,违反跃迁选择定律的是( )(A)2D3/22S1/2 (B)2P1/2 2S1/2 (C)2F5/22D3/2 (D)2P3/22S1/227、第26号元素+3价离子的正八面体低自旋配合物中,未成对电子数为( )(A)0 (B)1 (C)2 (D)328、下述+2价离子中,水合热最大的是( )(A)Mn2+ (B)Cr2+ (C)Ni2+ (D)Zn2+29、证实电子具有自旋的实验是( )(A)戴维逊-革末实验(B)斯特恩-盖拉赫实验(C)氢原子光谱(D)光电效应30、某金属离子在八面体弱场中的磁矩为4 .90玻尔磁子,而在强场中的磁矩为零,该中心离子应为(
15、)(A)Cr3+ (B)Mn2+ (C)Fe2+ (D)Co2+二、判别正误(“”表示正确,“×”表示错误)1、在B2H6和Al2(CH3)6中,都存在双电子三中心键。( )2、H2分子之所以能稳定存在,是由于电子配对的结果。( )3、立方晶系的特征对称元素是4个按立方体的对角线取向的三重旋转轴。( )4、任何分子中,LUMO的能量一定高于HOMO的能量。( )5、已知Cl2离解为Cl原子需2.48eV能量,而500nm的光具有2 .48eV的能量,故需使用波长大于500nm的光才能使Cl2光离解。( )6、稳定态的几率密度分布与时间无关。( )7、对任何原子(不是离子),必有。(
16、)8、实波函数、分别对应于复波涵数、。( )9、凡杂化轨道成键的分子,其空间构型都为正四面体。( )10、多电子原子的原子轨道角度分布图和类氢离子的图形完全一样。三、填空题1、已知双原子分子的振动可看作一维谐振子,其位能(K为弹力常数),则体系的定态薛定谔方程为 。2、直链共轭烯烃中的电子可看成是运动于一维势箱中的粒子,并按各能级最多只能容纳2个电子的规则,由低到高填充各个能级。对于丁二烯,若取CC键平均键长,则电子在最高占有轨道和最低空轨道间跃迁辐射的波长为 pm。3、用量子力学求解三维立方箱中粒子的问题得到: E=当时,在此范围内有 个状态、 个能级。4、已知氢原子中电子的一个状态为:则量
17、子数n为 ,l为 ,m为 ,轨道名称为 。5、氢原子E4s E3d,氮原子的E4s E3d,钠原子的E4s E3d铁原子的E4s E3d(填“<”或“>”)四、计算题1、设有和HBr混合气体,其远红外光谱中头几条线的理论波数近似为16.7cm1、33.40cm1、50.10cm1。(1)这些光谱是由分子的什么运动产生的?(2)这些谱线是由哪个分子产生的?(3)计算这个分子的核间距。2、已知NaCl晶体是由立方面子晶胞组成,其晶胞参数a=563.9pm。(1)写出原子分子坐标;(2)写出Na+ 和Cl- 的配位数;(3)计算晶面(110)及(100)的晶面间距;习题7参考答案一、1B
18、;2D;3B; 4B;5B;6C;7C;8D;9D;10C;11B;12C;13C;14D;15B;16D;17C;18B;19D;20D;21B;22D;23D;24D;25D;26A;27B;28C;29B;30C。二、1 2× 3 4× 5× 6 7× 8× 9× 10三、1. 2. 3. 17; 6 4. 2; 1;5. > > < >四、1(1)由波数可知是转动光谱,即是由分子转动运动的能级跃迁产生的。因为只有极性分子才能有转动光谱,所以是HBr的。(2), (3) 2、(1) (0,0,0),;(2
19、) 配位数为6:6;(3) (4) 。习题8一、选择题1、氢原子n=4的状态有( )(A)4个 (B)8个 (C)12个(D)16个2、不确定关系表达式是( )(A) (B)(C)(D)3、He+在2px状态时,角动量与z轴(磁场方向)的夹角为( )(A)45°(B)90°(C)30°(D)无法确定值4、O原子基态的能量最低的光谱支项是( )(A) (D) (C) (D)5、O分子基态的光谱项是( )(A) (B) (C) (D)6、分子轨道的定义是( )(A)描述分子中单电子空间运动的状态函数(B)描述分子中电子运动的函数(C)变分函数(D)LCAO-MO7、,
20、中有d-d跃迁光谱的是( )(A)和 (B) (C) (D)8、对于一维势箱中处于第一激发态的1个粒子,出现在箱左侧1/4区域的几率为( )(A) (B) (C) (D)9、MgO晶体属于NaCl型结构,1个晶胞中含有的Mg2+的数目为( )(A)6个(B)3个(C)2个(D)4个10、晶面指标为(210)的晶面,在3个晶轴上的截数是( )(A)2,1,0 (B) (C)1,2, (D)0,2,1二、填空题1、氢原子的状态的能量是 eV,角动量是 ,角动量在磁场方向(z方向)的分量是 。2、He+的轨道有 个径向节面、 角度节面。3、丙二烯H2C C H2分子属于 点群;H2O分子属于 点群,
21、该群的群元素是 。4、某分子轨道对于通过键轴的一个平面是反对称的,对于中心也是反对称的,则此分子轨道是 轨道。5、乙醛的质子共振谱应该有 组峰,它们分别是 的峰,值是 的大。6、立方ZnS结构的配位数是 。7、配合物(晶体场)= ,(MO法)= 。8、某离子晶体阳、阴离子半径比,故其阳离子配位体应为 构型。9、八面体配合物可能发生大畸变的d电子结构是 。三、简答题(1)请写出一维势箱粒子基态波波函数和能量的表达式;(2)证明;(3)是不是算符的本征函数?四、杂化轨道的理论根据是什么?以杂化为例,说明杂化轨道3个原则。五、已知为组态:(1)写出在八面体高自旋配合物中的d电子排布;(2)估算其磁矩
22、;(3)计算其CFSE;(4)说明其八面体配合物能否发生畸变,为什么?六、CN分子的远红外光谱中,相邻谱线间距平均为3.7978,求该分子的核间距(按刚性转子模型,相对原子质量C=12.011,N=14.006,h=6.626。七、金属Ni为A1型结构,原子间最近接触距离为249.2pm。(1)计算晶胞参数和Ni的理论密度(Ni的相对原子质量为58.71);(2)用波长为154pm的X射线在与晶面(110)成角的方向射入时,能否发生衍射?习题8参考答案一、1.D;2.C;3.D;4.D;5.C;6.A;7.C;8.B;9.D;10.C。二、1、。2、1;1。3、。4、成键)。 O5、2;和CH
23、;C 。 O H6、4:4。7、。8、八面体。9、和及。三、(1)(2) (3) 所以不是的本征函数。四、 杂化轨道的理论根据是依据量子力学的态叠加原理和微扰理论。即在成键的瞬间,由于配位原子的微扰,中心原子的能量不同的价轨道可以线性组合(态叠加),得到体系的新的可能态,即杂化轨道。杂化三原则是正交性、归一性和单位原子轨道贡献。以为例: ; 可以验证: (正交性) (归一性)单位轨道贡献,指参加杂化的各原子轨道组合系数(如)的平方和等于1。五、(1);(2);(3)CFSE=5(4)能发生小畸变,因为轨道属低能级,此轨道上电子不对称排布对构型影响较小,应该是稍有变形。六、 ;七、 (1), ,
24、 (2)依布拉格方程为正整数。 不能发生衍射。习题9一、 填空题1、He原子的哈密顿算符= 。2、氢原子基态电子的轨道磁矩为 ,自旋磁矩为 。3、已知氦原子的第一电离能为24.6eV,第二电离能为54.4eV,则其有效核电荷为 ,屏蔽常数为 。4、Ca原子激发态基谱项为 。5、NO+、NO、NO-键长大小次序为 。6、点群Cnv、Cnh、Dnh中,偶极矩的是 。7、CO的基组态为 ,价键结构式为 ,HOMO为 ,LUMO为 ,一般与过渡金属形成配合物时是以 轨道形成配位键的。8、指出大键:苯乙烯 , 。9、PF3分子中,P为 杂化;BCl3分子中,B为 杂化。它们的所属分子点群为:PF3 ,B
25、Cl3 。10、HCl分子基谱项为 。11、CsCl晶体属于 晶系、 点阵。12、的电子排布为低自旋,则其CFSE为 ,分子磁矩为 。13、某立方晶体,用波长154pm的X射线,(330)衍射的方向与晶面(110)成解,则其晶胞常数为 pm。14、18-轮烯具有芳香性,其NMR谱吸收峰为两类,分别相应于环内和环外质子,其化学位移分别是-3和9,其中 是环内质子吸收峰。15、N2的振动频率可由 光谱测得。16、杂质碘的存在对碘化氢的远红外光谱(有、无) 影响,因为 。17、在金属A3型密堆积中,球半径为r,则晶胞参数b和c分别为 和 。二、计算题:已知函数是一维势箱中粒子的波函数。(1)试将其归
26、一化;(2)设质量为的粒子在势箱中,试计算n=1和2时的E1、E2和E。三、HI的近红外基本谱带,求它的弹力常数K。四、用HMO法处理环烯丙基:(1)写出久期行列式,求出MO能级;(2)计算离域能;(3)比较它的阴离子和阳离子哪个键能大?五、金属钾为A2型结构,密度为,求晶胞边长和d200、d110、d222。六、和分别与水形成八面体配合物,测得分裂能分别为和,试计算CFSE。习题9参考答案一、1、。2、0;3、1.7;0.3。4、5、。6、。7、; C = O;。8、;。9、。10、11、立方;简单立方。12、24Dq+2P;0。13、653pm14、915、拉曼。16、无;I2为非极性分子
27、;无转动光谱。17、2r和。二、(1); (2)从 得: 三、四、x 1 1 1 x 1 =01 1 x , , ,可见阳离子键能大。五、A2型晶胞内原子数为2。 , ; ; 六、 习题10一、选择题1、在同一空间轨道上存在2个电子的原子,其完全波函数(1,2)的正确表达式为( )(A) (B) (C)A+B(D)A-B2、某分子轨道关于通过键轴的一平面是反对称的,对键的中心是对称的,则其为( )(A) (B) (C) (D)3、Na、Mg、Al、Sc原子中,存在自旋-轨道相互作用的是( )(A)Na (B)Mg (C)Na,Al (D)Al,Sc4、对AB型分子,若C1>C2,则该键的
28、极性( )(A)不能判断(B)A端负(C)B端负(D)相等5、下列配合物d-d跃迁光谱波长最长的是( )(A)六水合钴() (B)六氨合钴()(C)六氨合钴() (D)六氰合钴()6、下列分子无红外光谱的是( )(A)CO (B)CO2(C)O2(D)CH47、CO的基态光谱项是( )(A) (B) (C) (D)8、CH3X(X=F,Cl,Br,I)的NMR谱值有如下数据,其中CH3Cl的是( )(A)2.16 (B)2.68 (C)3.05 (D)4.269、在立方ZnS的晶面(110),(100),(010),(001)中,其间距d最小的是( )(A)(100) (B)010 (C)(0
29、01) (D)(110)10、某离子晶体的,则其阳离子的配位数为( )(A)2 (B)4 (C)8 (D)6二、填空题1、He+离子的状态电子的能量E= eV,角动量M= ,其磁场分量Mz= 。 2、K原子的第一电离能按斯莱脱法计算应为 eV。3、Fe(Z=26)原子基态光谱支项为 。4、BCl3属于 点群,群元素有 。5、点阵的单位元素是 。6、金红石的特征对称元素是 。7、某自由基受两个同种质子作用,ESR峰分裂为 重峰,其强度比为 。8、氢原子的状态的轨道磁矩 ,自旋磁矩为 。9、HBr、CO、N2、CO2分子,按刚性转子模型,有转动光谱的分子是 。10、依配位场理论,的几何构型为 ,电
30、子数为 。三、简答题1、 原子轨道;2、 分子轨道;3、 杂化轨道;4、 保里原理的量子力学表述。四、对丙酸甲酯,指出其NMR吸收峰的面积比和各峰分裂情况。五、假定直链多烯烃分子电子是运动在长度为的一维势箱中,从而证明跃迁的最大吸收峰(从基态到第一激发态)波长是随链的增长向长波方向移动注:设,k为双键数,d为平均键长。六、试用HMO法确定线形的和三角形的状态哪种更稳定些?七、CaTiO3结晶是的立方晶胞,其密度为4.10g,相对分子质量为135.98。(1)求单位晶胞中所含分子数;(2)设Ti在晶胞中心,写出各原子分数坐标。八、(10分)分子从转动能级跃迁到J=1时吸收光的频率为,试计算分子的
31、键长。习题10参考答案一、1、D;2、C;3、D;4、B;5、A;6、C;7、C;8、C;9、D;10、D。二、1、;不确定。2、4.813、。4、D;。5、m=0。6、。7、3;121。8、。9、HBr;CO。10、平面正方形;O。三、1、原子中单电子空间运动的状态函数。 2、分子中单电子空间运动的状态函数。 3、在形成分子过程中,原子中能量相近的几个原子轨道可以相互混合,从而产生新的原子轨道,称这种新轨道为杂化轨道。4、对于半奇数自旋的粒子(如电子),所有的合适的波函数,必须对任何两个粒子的坐标交换是反对称的。O四、 从丙酸甲酯CH3CH2COCH3的分子式可知:OCH3峰面积:CH2峰面
32、积:CH3峰面积=323OCH3峰分裂为单峰,值大;CH3峰分裂为3重峰,值小;CH2峰分裂为4重峰,值中。五、从,其中:则:,当增大时,增大。六、直线形时:,;三角形时:,;,两者比较,E三角较大,更稳定些。七、1、2、如设Ti为中心位置:;则Ca应在顶角位置:Ca(0,0,0);O在面心,八、转动惯量,习题11一、选择题1、原子轨道是指( )(A)单电子运动的函数(B)单电子完全波函数 (C)原子中电子的运动轨道(D)原子中单电子空间运动的状态函数2、已知一维势箱中粒子的状态为,则粒子出现在处几率P为( )(A) (B) (C) (D)3、具有100eV能量的自由电子的德布罗意波波长为(
33、) (A)70.7pm (B)122.5pm (C)245pm (D)35.4pm4、在原子中具有相同主量子数,而不同状态的电子最多有( )(A)2n个(B)n个(C)n2个(D)2n2个5、如果氢原子的电离能为13.6eV,则He的电离能为( ) (A)13.6eV (B)6.8eV (C)54.4eV (D)27.2eV6、比较O2和的分子轨道中的电子排布,可以发现( )(A)两者结合能相同(B)O2比结合能大(C)比O2结合能大 (D)O2是单重态7、CaF2晶体中每个Ca2+离子周围紧靠着的F-离子的数目为( )(A)12个(B)8个(C)6个(D)4个8、3种配合物:中有d-d跃迁光
34、谱的是( )(A) (B) (C) (D)和9、Li原子基态能量最低的光谱支项是( ) (A) (B) (C) (D)10、CO分子基态的光谱项是( ) (A) (B) (C) (D)二、填空题1、的轨道有 个径向节面,有 个角度节面。2、氢原子状态的能量是 eV,角动量是 ,角动量在磁场方向(z方向)的分量是 。3、反式二氯乙烯分子属于 点群,此点群的对称元素是 ,对称操作是 。4、配离子的未成对电子数是 ,磁矩是 。5、某元素以面心立方结构结晶出来,则每一个单位晶胞中该元素的原子数应为 。6、在甲基的顺磁共振谱(超精细结构)中有 条谱线。7、通过变分法计算得到的微观体系基态能量 真实基态能
35、量。8、和中键能最大的是 。三、设氢原子处在状态中,计算:(1)的可能值和平均值;(2)的本征值;(3)和的可能值。四、计算和回答:(1)HMO近似方法采用了哪些近似?(2)写出环戊二烯负离子的休克尔行列式。(3)如解出的分别是。计算大键键能和离域能。五、(1)完成下表(指出自旋状态和d电子排布):组态MLP/cm-1自旋状态电子排布图d6CO3+6F21 00013 000 6NH321 00023 000 6CN21 00033 000 d7CO2+6NH322 50010 100 (2)用配位场理论说明,为什么同一中心离子,不同配位体F、NH3、CN的值不同?又为什么同一配位体NH,对不
36、同的Co3+、Co2+形成的配合物值也会不同?(3)指出上面哪些配合物不会产生姜-泰勒效应。(4)设计一个磁化学方法判断上述配合物的自旋类型。六、 设有和HBr混合气体,其远红外光谱中头几条线的理论波数近似为16.7cm1、33.40cm1、50.10cm1。(1)这些光谱是由分子的什么运动产生的?(2)这些谱线是由哪个分子产生的?(3)计算这个分子的核间距。七、对于晶体CuAu,已知:晶胞参数a=b=398pm,c=372pm,;1个晶胞中含有2个Cu原子,其坐标为(0,0,0)();晶胞中一个Au原子坐标为()。请回答:(1)此晶体属什么晶系?(2)此晶体属于什么晶格?(3)一个晶胞中含有
37、几个Au原子?(4)根据所给条件,另外一些Au原子的坐标能否确定?若能确定则写出其坐标。习题11参考答案一、1D;2C;3B;4D;5C;6C;7B;8C;9B;10.B二、11;1。 2、;/2;无确定值3、 4、2;5、4。 6、4。 7、不小于。 8、三、(本体答案中的h都应该是即h/2)(1)Y11和Y10是的本征态,其本征值分别为h和0。不是的本征函数,所以没有确定的值。测量处在态的,其可能值为h和0,其平均值为。(2), 的本征值为。(3), 当=h时, 当=0时, 和可以取满足这两个圆方程的一切值。四、(1)库仑积分是C原子轨道平均能量。x 1 0 0 12 x 1 0 01 1
38、 x 1 0 =02 0 1 x 13 0 0 1 x 交换积分 重叠积分(2)(3) 五、(1)从上到下的自旋为高自旋、低自旋、低自旋、高自旋。从上到下的自旋排布为;。(2)由于是弱场配体,它和中心离子除了键外还有键,但是以充满电子的轨道和d轨道中轨道成键,使中心离子d轨道中能级升高,值减小。相反是强场,与M形成键时,提供空的轨道,使d电子中能级下降,增大。不成键,介于两者之间。相同的,由于比电荷多,与L相互作用大,故大。(3)和不会产生姜-泰勒效应。(4)从d电子排布可知,高自旋的是顺磁性分子,低自旋的是反磁性分子。所以,可以用电子自旋共振判断其自旋类型。亦可用磁天秤称之,者为高自旋,者为
39、低自旋。并可用公式求出其未成对电子数。六、(1) 由波数可知是转动光谱,即是由分子转动运动的能级跃迁产生的。因为只有极性分子才能有转动光谱,所以是HBr的。(2) , ;七、(1) 四方晶系;(2) 简单四方;(3) 晶胞中有2个原子;(4) 另一个Au的坐标不能确定。习题12一、选择题1、离子n=4的状态有( )(A)4个(B)8个 (C)16个(D)20个2、氢原子的轨道角度分布函数Y10的图形是( )(A)两个相切的圆 (B)“8”字形(C)两个相切的球 (D)两个相切的实习球3、B原子基态能量最低的光谱支项是( )(A) (B) (C) (D) 4、氢原子基态电子径向几率分布的极大值在
40、( ) (A)r=0处(B)r=a0处 (C)r=2a0处 (D)r=处5、和的键能大小次序是( )(A) (B)(C) (D)6、与C轴垂直的晶面的晶面指标是( )(A)(112)(B)(100) (C)(010) (D)(001)7、苯、苯胺、苯胺盐酸盐三者的紫外可见光谱之间( )(A)苯和苯胺盐酸盐很相似 (B)苯和苯胺很相似(C)苯胺和苯胺盐酸盐很相似 (D)两者不相似8、CsCl晶体中,每个铯离子周围紧靠着的氯离子数目是( )(A)4个(B)6个(C)8个(D)12个9、乙烷、乙烯、乙炔中,质子化学位移的值依次是( )。(A)乙烷<乙烯<乙炔(B)乙烷<乙炔<
41、乙烯(C)乙炔<乙烯<乙烷(D)乙烷=乙烯>乙炔10、在羰基配合物中,配体CO的C0键键长比自由CO的键长( )(A)变短了(B)变长了(C)没变化(D)无结论二、填空题1、Li原子的哈密顿算符,在 近似的基础上是 。2、的轨道有 个径向节面,有 个角度节面。3、氢原子状态的能量是 eV,角动量是 ,角动量在磁场方向(z方向)的分量是 。4、He原子的第一电离能是24.62eV,第二电离能是54.4eV,则电子间的相互排斥能为 eV,其ls电子的屏蔽常数为 ,有效核电荷为 。5、萘分子中有 大键,它属于 点群;反式二氯乙烯分子中有 大键,它属于 点群,此点群有 个群元素,它们
42、是 。6、CO2、CO、丙酮分子中CO键键长的大小次序是 。7、晶体中可能存在的独立的宏观对称元素是 共8种。8、组成晶体的最小单位叫 ,根据其特征对称元素可分为 个晶系、 空间点阵。三、根据和原子轨道的正交性证明sp杂化轨道:; ,相互正交()四、(1)写出分子的电子组态,分析成键情况,解释其磁性。(2)列出、和的键长次序。(3)有1097cm-1、1580cm-1、1865-1 3个振动吸收带,可能是、和所产生的,指出哪一个谱带是属于的?五、(1)和中的有效离子半径哪个大?(2)中d电子的CFSE用表示是多少?(3)估算两者的磁矩;(4)推测两者是否具有理想的八面体构型(前者高自旋,后者低
43、自旋)。六、(10分)已知HI的纯转动光谱的谱线间的间隔是13.10cm-1,试用刚性转子模型求HI键长(I的相对原子质量为126.9)。七、(14分)用线拍摄立方晶系RbCl粉末衍射图,求得立方晶胞边长a=740pm,该晶体密度,又知其(100)面的某级衍射。(1)该衍射是(100)面的几级衍射?(2)采用线最高能拍出(100)面的几级衍射?(3)计算单胞内含几个Rb和几个Cl ?(4)该晶体属何种点阵形式?每种原子的配位数是多少(相对原子质量:Rb为85.5,Cl为35.5)。习题12参考答案一、 1.C;2.C;3.A;4.B;5.A;6.D;7.A;8.C;9.B;10.B。二、1 定
44、核:。2 1;1。3 0。4 29.78eV; 0.3; 1.7。5 ;。6 丙酮。7 1,2,3,4,6,m, i。8 晶胞;7个;14种。三、 四、(1) ,1个键,2个三电子键,总键级2,顺磁性分子;(2)键长为;(3)的键能最大,振动频率最高,故其振动频率为1865cm-1。五、(1)中的有效离子半径较大;(2);(3)(4)六水合铁有小畸变,六氰合铁为理想八面体构型。六、; ;七、(1)(2)由布拉格方程可知时,相邻两晶面光程差达最大可能值,故: 最大n=9。(3)由化学式可知为RbCl,晶胞中两者数目相等。 (4)可见,RbCl与NaCl有相同结构类型,为面心立方,两者的配位数都是6。习题13一、选择题1、原子中具有相同主量子数,而不同状态的电子最多有( )(A)个(B)2个(C)个(D)2个2、在s轨道上运动的电子的总角动量为( )(A)0 (B) (C) (D)23、如果氢原子的电离能为13.6eV,则Li2+的电离能为( )(A)13.6eV (B)27.2eV (C)54.4eV (D)122
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