【渝粤题库】陕西师范大学600011 结构化学作业（专升本）

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【渝粤题库】陕西师范大学600011 结构化学作业（专升本）

《结构化学》作业
一.填空题
1.测不准关系的正确表达式是（　　）
2.氢原子的波函数ψ可以写成径向部分Rnl®与角度部分（　　）的乘积。
3.在同核双原子分子中，两个2p轨道组合产生两个（　　）轨道。
4.垂直于主对称轴Cn的对称面记作（　　）。
5.某分子具有主对称轴Cn，且具有nC2⊥Cn，则可断定该分子的点群是（　　）。
6.sp2杂化轨道的成键能力为（　　）。
7.表示原子剩余成键能力的Huckel特征量称为（　　）。
8.对于相同的中心离子和配位体，在四面体场中的分裂能仅仅是八面体场中的（　　）。
9.平行于a轴，且在b轴和c轴上截数相等的晶面，其密勒(Miller)指标是（　　）。
10.金属单质的A1型密堆积的空间点阵型式是（　　）。
11.表示实物微粒具有波动性的德布罗意（de Broglie）波长关系式是（　　）。
12.斯莱特 (Slater)模型中描述电子排斥作用大小的量σi通常称为（　　）。
13.双原子分子π-MO的简并度是( )。
14.包含主对称轴Cn的对称面记作（　　）。
15.在某分子点群G中，旋转操作的逆元素是（　　）。
16.在spx杂化中，p轨道的成份是（　　）。
17.BCl3分子所形成的大π键是（　　）。
18.乙烯在与金属生成侧基配合物时，提供配位电子的轨道是（　　）。
19.能够反映其晶体结构特征的最小结构单位称为（　　）。
20.在金属原子的A2型堆积方式中，原子的配位数是（　　）。
21.使波函数与其复共轭之乘积在全部空间区域内的积分值等于1，这个过程称为波函数的（　　）。
22.3p电子轨道角动量的大小可以表示为（　　）。
23.将电子和原子核的运动分开处理的近似称为（　　）近似。
24.一个Cn对称轴可以生成（　　）个独立的对称操作。
25.CH3Br分子所属的点群为（　　）。
26.在spn杂化轨道中，表示s轨道成份的量是（　　）。
27.CO32-基团中所形成的大π键是（　　）。
28.在Oh场中，分裂后的每个t2g轨道的能量降低了（　　）Dq。
29.晶体结构中周期性重复着的内容称为（　　）。
30.金属原子等径圆球最密堆积中，球的配位数是（　　）。
31.在量子力学中，用（　　）来描述微观粒子运动状态。
32.在线性变分法中，对两个原子形成化学键起关键作用的积分是（　　）。
33. 电子云径向公布函数D®的定义式是（　　）。
34.直线型分子对称轴的轴次为（　　）。
35.CH2Cl2分子所属的点群是（　　）。
36.在第k个杂化轨道f k中，某种轨道的总成份αi与该种轨道的组合系数ci的关系是（　　）。
37.在BF3分子中形成大π键时，B原子提供的电子数是（　　）。
38.配位体的群轨道与中心原子相对应的原子轨道的（　　）相同。
39.将对称性高、含有阵点数目尽可能少的平行六面体单位称为（　　）。
40.在A3型密堆积中，与密置层平行的晶面是（　　）。
二.单项选择
1.设C为任意常数，则与ψ描述体系同一状态的波函数是
（A）ψ* （B）ψψ （C）Cψ （D）Cψ
2.算符作用于函数的结果是ψ(x)乘以常数，该常数是
（A）　　 （B）　 （C）　　 （D）－
3.在一维势箱-a/2≤x≤a/2中，波函数ψ的边界条件为
（A）ψ(0)=0, ψ(a)=0 （B）ψ(-a/2)=0, ψ(a/2)=0
（C）ψ(0)=∞, ψ(a)=∞　 （D）ψ(-a/2)=0, ψ(a/2)=a
4.下列表示类氢波函数之间关系的式子中唯一正确的是
（A）　 （B）　　 （C）　 　（D）
5.与总轨道角量子数L相应的轨道磁量子数ML可能的取值数目为
（A）L　　　　　　（B）2L＋1　　　 （C）2ML＋1　　　 .（D）(2L＋1)(2ML＋1)
6.关于重叠积分Sab的叙述中不正确的是
（A）Sab反映了原子轨道间的重叠程度 （B）Sab的值介于0～1之间
（C）Sab随核间距离R增大而减小 （D）Sab不为0说明体系波函数不必正交
7.对于交换两个电子的坐标呈现非对称的双电子自旋波函数是
（A）α(1)α(2) （B）α(1)β(2)
（C）β(1)β(2) 　　 （D）α(1)β(2) –α(2)β(1)
8.与旋转反映轴S2相当的分子对称元素是
（A）σv　 　 （B）σh　　 （C）C2　 　 （D）i
9.如果某分子点群G中所有对称操作的次序都是可以交换的，则该点群必然是
（A）可交换群　 　（B）有限群　　 （C）连续群　 　 （D）置换群
10.HCCH分子没有偶极矩这一事实说明，该分子是
（A）共价分子　　 （B）离子型分子　　（C）V型结构　　 （D）有对称中心
11.具有中心反演的分子点群是
（A）C6　　　 （B）C3h　　　 （C）D3h　　 （D）D5d
12.偶极矩等于0的化合物是
（A）SO2　　　 （B）CHCl3　 　（C）NH3　　 （D）C2H4
13.关于休克尔特征量自由价Fa的正确论述是
（A）Fa代表原子a的最大成键能力 （B）所有碳原子都有相同的Fa值
（C）Fa与原子a周围所形成的总键级有关 （D）亲最集团最容易在Fa最大处发生反应
14.不属于构成能级相关图的三条原则之一的是
（A）1-1对应原则　（B）能量最低原则　　（C）对称性守恒原则　（D）不相交原则
15.在Td场中，能量降低的d轨道是
（A）dxy （B）dyz （C）dxz （D）dz2
16.当配位体提供高能量的空π轨道与中心原子形成π型MO时
（A）配合物稳定性降低　 （B）配合物发生畸变　
（C）电子容易激发　　　 （D）配位场分裂能增大
17.根据Jahn-Teller效应，不能形成正多面体构型的配离子是
（A）Ni(H2O)62+ （B）CuCl64- （C）Co(NH3)63+ 　　（D）Mn(H2O)62+
18.在四方晶系中
（A）α=β=γ≠900　 （B）a=b=c
（C）a=b≠c 　　　　 　（D）a≠b≠c
19.密置层按ABCABC…排列的堆积方式属于
（A）六方密堆积 （B）立方密堆积 （C）四方密堆积 　 （D）四面体堆积
20.正负离子半径比r+/r-增大时，正离子配位数
（A）增大　　　　 （B）减小 （C）不变　　　　　 （D）不能确定
21.海森堡（Heisengerg）原理认为
（A）微观粒子的运动状态用波函数描述 （B）两个电子不可能占据同一轨道
（C）对于每一个电子必然存在一个正电子 （D）不可能同时知道粒子的确切位置和动量。
22.动量分量的算符是
（A）　　 （B）　 （C）　 （D）
23.描述全同粒子体系状态的完全波函数对于交换其中任意两个粒子的坐标必须是
（A）对称的　　 （B）反对称的　　 （C）非对称的　 （D）对称或反对称的
24.为了保证角度部分中Φ(φ)函数的单值性，Φ必须满足关系式
（A）Φ(φ) = Φ(φ) （B）Φ(φ) = Φ(φ+π)
（C）Φ(φ) = Φ*(φ-π) （D）Φ(φ) = Φ(φ-2π)
25.由总轨道角动量和总自旋角动量耦合再求总角动量的方法称为
（A）L-S耦合　 （B）j-j耦合　 （C）L-L耦合　 （D）S-S耦合
26.与原子轨道有效组合成分子轨道无关的性质是
（A）轨道的对称性　　　　　 （B）原子轨道的能量
（C）原子轨道间的重叠程度　 （D）原子轨道中的电子数
27.由分子的三重态可以推断出该分子
（A）基态时电子均已配对　　　　 （B）有一个未成对电子
（C）有两个自旋相同的电子　　 　（D）有两个自旋相同的未成对电子
28.立方体群的特征对称元素是
（A）4C3　 　（B）3C4　　 （C）3σh　　 （D）i
29.不属于D∞h点群的分子是
（A）CO2　 　（B）H2S　　 （C）C2H2　　 （D）I3-
30.根据分子的对称性，可知CCl4分子的偶极矩等于
（A）0　　 （B）1.03　 　（C）1.85　　 （D）1.67
31.Oh点群中包含C4对称轴的数目是
（A）4个　　 （B）3个　　 （C）1个　 　 （D）0　
32.氯苯的偶极矩是1.73D，预计对二氯苯的偶极矩应是
（A）0.00D　 　 （B）1.00D 　　 （C）1.73D　 　（D）3.46D
33.关于NF3分子的电子结构，不正确的说法是
（A）N采用sp3杂化　　　 （B）分子呈三角锥形
（C）分子中有Π46　　　 　 （D）N上有一对孤对电子
34.在用Huckel特征量判断分子的静态活性时，自由基最容易发生反应的位置是
（A）电荷密度最大处　　 （B）电荷密度最小处
（C）自由价最大处　　　　 （D）键级最大的化学键处
35.属低自旋状态的配离子是
（A）Cu(NH3)42+ （B）Ni(NH3)62+ （C）Co(NH3)62+ （D）Co(NH3)63+
36.八面体配合物将发生畸变的电子结构是
（A）t2g6eg4　 　（B）t2g6eg0　　 （C）t2g3eg1　　 （D）t2g3eg2
37.能够提供能量较低占有电子的π型配体轨道的配位体是
（A）H2O （B）CO （C）NH3 （D）CN-
38.立方晶系的特征对称元素是
（A）3×4　　 （B）4×3　 　 （C）4×4　　 （D）
39.金属原子的体心立方堆积中，每个原子周围有8个直接配位的原子，次邻近的配位原子数目为
（A）4 　　 （B）6 （C）8 　　　 （D）12
40.CsCl型离子晶体的空间点阵型式是
（A）立方P　　 （B）立方I　　 （C）立方C　　 （D）立方F
三.简答题
1.什么是中心力场？写出Slater模型下计算原子轨道的能级公式。
2.什么是s-p混杂？它对双原子分子的MO能级有何影响？
3.试用MO理论简要说明F-,NH3,CN-场强的变化次序。
4.什么是晶面指标，什么是衍射指标？在布拉格方程中二者有何联系？
5.简述角量子数l 的取值范围和物理意义。
6.在休克尔理论（HMO）中，对几种积分做了怎样的近似处理？
7.试说明晶体场分裂能Δ受哪些因素的影响？
8.试说明为什么四方点阵无底心格子。
9.什么是屏蔽效应？它对电子的能级有什么影响？
10.LCAO-MO有效成键的三原则是什么？试简述之。
11.说明为什么在Oh场中，d6离子比d5离子更容易生成低自旋配合物。
12.什么是原子的分数坐标？写出NaCl晶胞中正负离子的分数坐标。
13.什么是全同粒子？描述全同粒子的完全波函数必须满足什么条件？
14.在BF3分子中观测到的B－F健长显著地小于B和F的单键半径之和，试说明其原因。
15.试说明Ni2+的水合焓在第一系列过渡金属的二价离子中为最大的原因。
16.什么是哥希密特（Goldschmidt）结晶化学定律？
四.求证题
1.根据三个量子数n, l, m 的取值范围，证明对于每一个给定的n，对应有n2个相应的空间状态。
2.证明配位八面体的正、负离子临界半径比r+／r-为0.414。
3.轨道角动量在z轴分量的算符是，试证函数是这个算符的本征函数。
4.试证：如果粒子位置的不确定量等于其德布罗意波长，则此粒子速度的不确定量等于此粒子的运动速度。
5.试证立方密堆积（A1）的空间利用率为74.05%。
6.试证明，对氢原子基态，其径向分布函数的最大值出现在r=a0处。
7.试证明A2型体心立方堆积的空间利用率为68.02%。
五.计算题
1．试计算氢光谱的帕邢系中第一条谱线（即　，其中= 109678.18 cm-1，n = 4）的波长与能量（光速）。
2．三次甲基甲烷C(CH2)3中的四个HMO为

其中φ1为中心C的原子轨道。HMO中电子的排布为，试计算中心C的成键度NC（即中心C原子周围的总键级）。
3．硅的晶体结构与金刚石为同一类型（A4型），通过X射线衍射法测得其晶胞参数a=5.43089 Å ，如果硅的原子量取28.074，试计算晶体的密度 (阿佛加德罗常数N0=6.022×1023)。
4．经X射线分析测定，某离子晶体属立方晶系，其晶胞参数a=403.1pm。晶胞中顶点位置为Ti4+，体心位置为Ba2+，所有棱心位置为O2-。
（1）写出该晶体的化学式；
（2）指出晶体的点阵型式和结构基元；
（3）若O2-的半径为140pm，计算两种正离子的半径值。
5．设H原子处在ψ321所描述的状态下，试计算电子的能量E、轨道角动量M及轨道角动量分量Mz。
6．环丙烯基的三个HMO能量分别是Ψ1：α+2β；Ψ2：α-β；Ψ3：α-β。试求该分子的离域能DEπ。
7．用X射线衍射法测得某S8分子所形成的正交硫晶体的晶胞参数a=1048pm，b=1292pm，c=2455pm。已知该晶体的密度为2.07g·cm-3，S的原子量为32，试计算每个晶胞中S8分子的数目。
8．NH4Cl晶体为简单立方点阵结构（与CsCl类似），晶胞中包含一个NH4＋和一个Cl-，晶胞参数a=387pm。设NH4＋的热运动呈球形，Cl-的半径为181pm，试计算
（1）NH4＋的半径；
（2）晶体的密度（Cl原子量35.453）。
9.已知Li的第一电离能为5.4eV，试计算其有效核电荷和屏蔽常数σ。
10.对于极性分子ab，如果成键分子轨道中的某电子90%的时间在a的原子轨道фa上，10%的时间在b的原子轨道фb上。现忽略原子轨道之间的重叠，试求描述该分子轨道波函数的形式。
11.已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a=356.7pm
（1）写出C原子的分数坐标；
（2）计算C－C键长；
12.波长λ=58.1pm的X射线打在NaCl晶体的（100）面上，结果在5.9°处出现二级衍射，试求
（1）（100）面的晶面间距；
（2）晶胞参数a；
（3）测得晶体的密度为2.163g·cm-3，NaCl式量为58.443，求晶胞中NaCl的个数。
13．已知氢原子的，试计算
　（1）原子轨道能量E；
（2）轨道角动量M；
（3）轨道角动量M与z轴之间的夹角。
14．丙二烯双自由基HC=C=CH分子中可形成两组大π键,其中一组的HMO为

试计算中心C原子的自由价F2　。
15．金属钽为立方体心点阵，每个晶胞中有两个钽原子。晶胞参数a=330pm。试计算
　（1）Ta的原子半径；
（2）金属钽的理论密度（原子量Ta=181）。
16．β-SiC为立方晶系，晶胞参数a=435.8pm。晶胞中原子的分数坐标为　
C:(0,0,0),(0,1/2,1/2),(1/2,0,1/2),(1/2,1/2,0)；
Si:(1/4,1/4,1/4),(1/4,3/4,3/4),(3/4,1/4,3/4),(3/4,3/4,1/4)
（1）指出该晶体的空间点阵型式和结构基元。
　（2）计算晶体中C－Si键的键长。