结构化学基础3

1、结构化学基础课程考试试卷(A)一选择题（每题2分，共20分）1、描述波函数y的物理意义是：( )。A、y描述粒子运动轨迹； B、y表示电子云的图象；C、y表示粒子在空间出现的几率； D、|y|2表示粒子在空间区域出现的几率密度。2、在结构化学中“分子轨道”是重要的概念，其定义为( )。A、分子中电子在空间运动的波函数； B、分子中单个电子空间运动的波函数；C、分子中单电子完全波函数(包括空间和自旋)；D、原子轨道线性组合成的新轨。3、下列双原子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+

2、 OF。4、下列分子（离子）中磁矩最大的是( )。(A) Li2； (B) C2； (C) C2+； (D) B2。5、在SO42、PO43、ClO4、NH4+四分子（离子）中，不是Td点群的是( )。A、SO42； B、PO43； C、ClO4； D、NH4+。6、从影响分裂能大小的主要因素考虑，推测三种络合物的d-d跃迁频率大小顺序 (1)六水合铁(III) (2) 六水合铁(II) (3)六氟合铁(III) A、123 B、132 C、321 D、312 E、213 7、根据对称性将晶体分7个晶系，下列的四个晶系中其空间点阵型式最少的是( )。A、三斜晶系； B、单斜晶系； C、四方晶系

3、； D、六方晶系。8、在金属单质中属于面心立方最密堆积结构的是( )。A、A1； B、A2； C、A3； D、A4。9、在OHO氢键中，其影响因素最大的是( )。A、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。10、同形成合金前后，其物理、化学性质变化最大的是( )。A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者相差不大。二、推断题（每题4分，共12分。）1、试推出下列原子的基态光谱支项：Na，Nb，Ni，Br。2、试推断下列分子的空间构形和点群：C6H6，H2O2，丙烯，H3C-O-CH33、推断H-CC-H分子的简正振动方式，并标明其红外活性或拉曼活性。三、

4、简答题（每题6分，共24分）1、通过分析在 CuCl2晶体中每个Cu2+周围有六个Cl-配位，其中四个Cu-Cl键长为230pm，另外两个键长为295pm，为什么？试用配位场理论解释之。2、什么是结晶水、配位水骨架水和结构水，并举例说明。分析为什么硫化物和磷化物一般不存在结晶水？ 3、离域键分子的共扼效应影响分子的构型和构象，同时主要还影响物质的那几个性质？各举例说明。4、过渡金属原子簇化合物是十分重要的化合物，它们主要具有那些特点？四、论述题（每题8分，共24分）1、请概括Einstein光子学说内容，并解释光电效应。2、试从第四周期过渡金属离子水化热和离子半径变化，分析配位场稳定化能（LF

5、SE）的影响。3、试从能量角度分析Sc原子基态的电子组态为什么是3d14s2?；而电离时先失去的是4s电子，而不是3d电子?五、计算题（共20分）1、用HMO方法处理亚甲基环丙烯电子分子轨道如下：试写出久期行列式，计算离域能并绘出分子图（要求计算电荷密度、键级、自由价）。己知电子分子轨道波函数和分子骨干结构如下：2、金属钠单质是体心立方结构，其中a=429pm。请计算：钠的原子半径；金属钠的理论密度；（110）面的间距。化学化工系结构化学课程考试试卷(A)参考答案一选择题（每题2分，共20分）1、D；2、B；3、A；4、D；5、C；6、A；7、A；8、A；9、C；10、C二、推断题（每题4分，

6、共12分）1、2S1/2，6D1/2，4F3，2P3/22、D6h，C2，Cs，C2v三、简答题（每题6分，共24分）1、解：在八面体中d轨道分成二组，t2g ：dxz，dyz，dxy；e*g：dx2- y2 ,dz2 d9电子排布为dxy2 、dyz2 、dxy 2、 dz22、dx2- y21 （3分）e*g轨道上电子分布不对称，dz22二个电子与配体斥力大，呈拉长的八面体，所以Cu-Cl键长，d x2- y2上一个电子与配体的斥力小，Cu-Cl键短（3分）。2、结晶水是指晶态水合物中存在的水，也可以说是除冰外在晶体中和其他组分一起存在的水；配位水是水分子在化合物中作为配位体；水分子在化合

7、物中通过氢键和其他基团结合的为结构水；水分子作为构建晶体的主要组成骨架为骨架水（2分）。五水合硫酸铜中五个水都为结晶水，其中四个为配位水，一个为结构水，8CH446H2O中的水为骨架水（2分）。因S、P原子的电负性较低，和水相似，不能形成氢键，一般不存在结晶水（2分）。 3、（1）电性；（2）颜色；（3）酸碱性；（4）化学反应性（每个1.5分）。4、 优良的催化剂； 具有多种键型；MM间能形成多重键； 簇大小 ：2至数10个M； 几何构型多样化； 反应性能。（每个1分） 四、论述题（每题8分，共24分）1、光是一束光子流，每种频率的光的能量都有一个最小单位，称为光子，光子能量与光子频率成正比：

8、 =h光子的质量为 m= h/c2 （按质能联系定律= mc2 ）。光子具有一定的动量p=mc= h/c= h/光子的强度取决于单位体积内光子的数目即光子密度。上述四个内容分别说明临阈频率的存在；光照射强度大小不影响光电子动能；光电子动能随光照射频率增加而增加。（每个2分）2、配位场稳定化能随d0-d10有两种变化，强场中，以单拱曲线出现（2分）；弱场中，以双拱曲线出现（2分）。第四周期过渡金属离子水化离子都是形成弱场配位化合物，因此，其过渡金属离子水化热也以双拱出现，离子半径变化根据配位场的强、弱而出现与LFSE相反的结果，即出现“V”型和“W”型的变化（2分）（图（2分）示略）。3、(1)

9、当一个电子与Sc+(3d14s1)结合时，分两种情况其一进入3d轨道（4分）： E1=Id+ J(d,d)+ J(d,s)=-4.59eV其二进入4s轨道：E2=Is+ J(s,s)+ J(d,s)=-6.62eV第二种情况能量降低得多。(2) 若Sc+(3d14s2)，分两种情况电离（4分）：其一从3d轨道电离： I1(3d)= Id-2J(d,s)= 7.98eV其二从4s轨道电离：I1(4s)=Is-J(d,s)-J(s,s)= 6.62eV第一种情况所需的能量多。五、计算题（共20分）1、 （列出电荷密度、键级和自由价计算式给一半分）前面有2、钠原子在晶胞体对角线方向上互相接触，得原子

10、半径： r=3a/4 r=3/4429=185.8pm（3分）每个晶胞中含两个钠原子，金属钠的密度为：（3分）D=2M/a3NA=222.99/(42910-10)36.0221023=0.967gcm-1d(110)=a/(12+12+02)1/2=429/2=303.4pm。（2分） 结构化学基础课程考试试卷(B)一选择题（每题2分，共20分）1、 标志量子理论诞生的是( )。A、Planck能量量子化的提出； B、黑体辐射现象的发现；C、相对论理论的提出； D、粒子波粒二象性的提出。2、下列条件不是品优函数的必备条件是 A、 连续；B、单值；C、归一；D、有限,平方可积。3、在ns 轨道

11、上运动的一个电子的总角动量为： ( ) 4、下列分子具有偶极矩，而不属于Cnv群的是( )。A、H2O2； B、NH3； C、CH2Cl2； D、H2CCH2。5、八面体络合物中电子结构将发生较大的畸变的是( )。 A、(t2g)5(eg)2 B、(t2g)3(eg)2 C、(t2g)4(eg)2 D、(t2g)6(eg)36、固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于A、均匀性； B、周期性排列； C、各向异性； D、有对称性。7、在7个晶系中其空间点阵型式最多的是( )。A、立方晶系； B、六方晶系； C、四方晶系； D、正交晶系。8、在金属单质中属于六方最密堆积的是( )。A、A1； B、A2

12、； C、A3； D、A4。9、在OHO氢键中，作用最小的是( )。A、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。10、当两种金属元素的电负性、化学性质和原子大小等比较接近时，容易生成( )。A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者都行。二、推断题（每题4分，共12分）1、试推出下列原子的基态光谱支项：Si，Mn，Ni，F。2、试推断下列分子的空间构形和点群：CH4，C6H5Cl，SO3，Co(en)33+3、已知Re2Cl82-具有重迭式结构，实验测定的Re- Re键(224pm)较正常单键为短。试推测： (1)分子所属点群； (2)Re-Re之间可能的

13、成键情况； (3)为什么不是交叉式构型？ 三、简答题（每题6分，共24分）1、请归纳求解简单体系势箱中自由粒子的Schrdinger方程求解过程。2、分析说明反键轨道是分子轨道中的重要内容？3、晶体具有那些共同性？4、请从形成氢键的角度说明为什么水在4时密度最大？四、论述题（每题8分，共24分）1、什么是光电效应？请用Einstein光子学说对其进行解释。2、试分析讨论定域MO与非定域MO关系。3、试用配位场理论分析说明配位体的配位场强弱的原因，并举例（以卤素离子和CO为例）。五、计算题（共20分）1、1、用HMO法处理环丁二烯：（1）写出久期行列式；（2）求出分子轨道能级；（3）求出大键键能

14、和离域能；（4）讨论分子的稳定性及磁性。2Cu3Zn固溶体是面心立方结构，晶体密度为 8.5 gcm-3，相对原子质量分别为：Cu 63.5 ，Zn 65.4。试求晶胞参数 a及统计原子的半径。化学化工系结构化学课程考试试卷(B)答案一选择题（每题2分，共20分）1、A；2、C；3、B；4、A；5、D；6、B；7、D；8、C；9、D；10、A二、推断题（每题4分，共12分）1、解：3P0，6S5/2，4F3，2P3/22 、解：Td，C2v，D3h，D33、解：(1)D4h （1分） (2) d x2- y2 sp2 杂化，形成平面正方形配位（1分）； 5 d z2 - 5d z2形成键；5d

15、xz-5dxz，5dyz-5dyz重迭形成二个键（1分）； 5dxy - 5dxy形成键；Re-Re为四重键，故较正常单键短。 (3) 如果采用交叉式，则要破坏二个键和一个键，能量上不利（1分）。三、简答题（每题6分，共24分）1、答：Schrdinger方程是一个本征方程。势箱中粒子的方程是二阶常系数微分方程。求解具体步骤如下（每个答案1.5分）： 写出 的具体形式（） 写出微分方程的通解 根据边界条件，得到能量本征值E 能量E代入，再用的正交归一性，求出的具体形式。 2、反键轨道是分子轨道中不可缺少部分；（每个1.5分）具有和成键轨道相似的性质；形成化学键时反键轨道并不都处于排斥状态，有时

16、也可形成化学键(过渡元素)；反键轨道是了解分子激发态的性质关键。3、(1) 均匀性；（2）各向异性；（3）自发地形成多面体外形；（4）晶体具有明显确定的熔点；（5）晶体的对称性；(6) 晶体对x射线的衍射（每个1分）。4、从能量角度看，冰的升华热大大的大于熔化热，冰中水分子间的结合力大部分是氢键，冰熔化后结合力依然存在（2分）。冰中水按四面体排列，具有空旷的排列整齐的低密度结构，变成水后，氢键部分破坏，密度增加（2分）。另一方面温度升高热膨胀又使密度降低，两种相反的因素导致水在4时有最大密度（2分）。四、论述题（每题8分，共24分）1、光电效应是光照在金属表面表面上，使金属发射出电子的现象（每个2分）。光是一束光子流，每种频率的光的能量都有