结构化学习题答案(3)

《结构化学》第三章习题

?= 1?2- 1 - 1 +1， 此种形式已采用了下列哪几种方法： 3001 H2+的H2rarbR------------------------------ ( )

(A) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似

3002 分析 H2+的交换积分(?积分) Hab为负值的根据。

3003 证明波函数

ψg?ψu1?ψ1sa?ψ1sb?12?2?2S?

1?ψ1sa?ψ1sb??12?2?2S?是相互正交的。

3004 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：----------------- ( )

(A) 等于真实基态能量 (B) 大于真实基态能量 (C) 不小于真实基态能量 (D) 小于真实基态能量

3006 什么叫分子轨道？按量子力学基本原理做了哪些近似以后才有分子轨道的概念？

这些近似的根据是什么？

3007 描述分子中 _______________ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。

3008 对于\分子轨道\的定义，下列叙述中正确的是：----------------- ( )

(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(包括空间运动和自旋运动) (D) 原子轨道线性组合成的新轨道

3009 试述由原子轨道有效地形成分子轨道的条件。

3010 在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道的位相相同。这种说法是

否正确？

3011 在LCAO-MO 方法中，各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定：

----------------- ( )

(A) 组合系数 cij (B) (cij)2

(C) (cij)1/2 (D) (cij)-1/2

3012 在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子，在 A 原子的?A原子轨道上出

现的概率为80%， B 原子的?B原子轨道上出现的概率为20%， 写出该分子轨道波函数 。

3013 设?A和?B分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道， 其对应的原子轨道能量为

EA和EB，如果两者满足________ ， ____________ ， ______ 原则可线性组合成分子轨道 = cA?A + cB?B。对于成键轨道， 如果EA______ EB，则 cA______ cB。

(注：后二个空只需填 \， \或 \等比较符号 )

3014 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。这一说法是否正确？

3015 凡是成键轨道都具有中心对称性。这一说法是否正确？

3016 试以 z 轴为键轴， 说明下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道，若可能，

则填写是什么类型的分子轨道。

dz2-dz2 dyz -dyz dxz-dxz dxy - dxy

3017 判断下列轨道间沿z轴方向能否成键。如能成键， 则在相应位置上填上分子轨道

的名称。

px pz dxy dxz

3018 AB 为异核双原子分子，若?Ad与?Bpy可形成?型分子轨道，那么分子的键轴为

yzpx pz dxy dxz ____轴。

3019 两个原子的 dyz 轨道以 x 轴为键轴时， 形成的分子轨道为--------------------- ( ) (A) ?轨道 (B) ?轨道 (C) ?轨道 (D) ?-?轨道

3020 若双原子分子 AB 的键轴是z轴，则?A的 dyz 与?B的 py可形成________型分子

轨道。

3021 现有4s，4px，4py，4pz，3dz2，3 dx2?y2，3dxy，3dxz，3dyz等九个原子轨道，若规

定z轴为键轴方向，则它们之间(包括自身间)可能组成哪些分子轨道？各是何种分子轨道？

3022 以z轴为键轴，按对称性匹配原则， 下列原子轨道对间能否组成分子轨道？若能，

写出是什么类型分子轨道，若不能，写出\不能\，空白者按未答处理。

s， dz2 dxy，dxy dyz，dyz dyz，dxz s，dxy

3023 若以x轴为键轴，下列何种轨道能与py轨道最大重叠？-------------------------- ( )

(A) s (B) dxy (C) pz (D) dxz

3024 以 z 轴为键轴，下列\原子轨道对\之间能否形成分子轨道？若能，写出是什么轨

道，若不能， 画\×\。

原子轨道对 分子轨道 pz─dxy px─dxz

dx2?y2─ dx2?y2 dz2─dz2 px─px

3025 CO 分子价层基组态电子排布为_____________________________，

_______________， 磁性________________。

3026 在 z 方向上能与 dxy 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。

3027 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 ______ _______ 。

3028 写出N2分子的基态价电子组态及其键级，说明原因。

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： N2：_____________________________ ， O2：_____________________________ 。

3030 写出N2基态时的价层电子组态，并解N2的键长(109.8？pm)特别短、键能(942 ？

kJ·mol-1)特别大的原因。

3031 写出下列分子的分子轨道的电子组态(基态)， 并指明它们的磁性。 O2 ， C2

3032 C2+的分子轨道为_________________，键级___________________； HCl 的分子轨道为________________，键级___________________ 。

3033 按照简单分子轨道理论： (1) HF 分子基组态电子排布为___________________________， 键级_______________， 磁性________________。 (2) O2-离子基组态电子排布为_____________________________， 键级_______________， 磁性________________。

3034 Cl2分子的 HOMO 是_______________， LUMO 是_________________。

3035 写出 CN-的价电子组态及键级。

3036 CF 和 CF+哪一个的键长短些。

3037 请写出 Cl2， O2+和 CN- 基态时价层的分子轨道表示式， 并说明是顺磁性还是反

磁性。

3038 下列分子或离子净成键电子数为 1 的是：-------------------------- ( ) (A) He2+ (B) Be2 (C)B2+ (D)N?2

+

(E) Li2

3039 下列分子中哪一个顺磁性最大：-------------------------- ( )

(A) N2+ (B) Li2 (C) B2 (D) C2 (E) O2-

3040 写出 NF+的价电子组态、键级和磁性。

3041 下列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+> OF

3042 OF， OF+， OF-三个分子中， 键级顺序为________________。

3043 比较下列各对分子和离子的键能大小： N2， N2+ ( ) O2， O2+ ( ) OF， OF- ( ) CF， CF+ ( ) Cl2， Cl2+ ( )

3044 CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？ 其偶极矩的方向如何？为什么？

3045 OH 基的第一电离能是 13.2？eV ， HF 的第一电离能是 16.05？eV ，它们的差

值几乎与 O原子和 F原子的 2p 轨道的价轨道电离能之间的差值相同，请用分子轨道理论解释这个结果。

3046 试用分子轨道理论讨论 OH 基的结构。 (1) 写出 OH 基的电子组态并画出能级图； (2) 什么类型的分子轨道会有未成对电子； (3) 讨论此轨道的性质； (4) 比较 OH 基和 OH-基的最低电子跃迁的能量大小。

3047 HF 分子以何种键结合？ 写出这个键的完全波函数。

3048 已知 H 原子的电负性为 2.1 ， F 原子的电负性为 4.0 ， H2的键长为74 pm ，

F2的键长为142 pm 。现由 H 原子和 F 原子结合成 HF 分子，

(1) 写出 HF 分子的电子组态； (2) 利用共价半径及电负性差值计算 HF 分子的键长。

3049 在 C2+， NO， H2+， He2+等分子中， 存在单电子?键的是______________ ，存

在三电子?键的是______________ ， 存在单电子?键的是______________ 。存在三电子?键的是______________ 。

3050 用分子轨道理论预测 N22-， O22-和 F22-能否稳定存在？ 它们的键长与其中性分子

相对大小如何？

3051 用分子轨道理论预测 N2+， O2+和 F2+能否稳定存在； 它们的键长与其中性分子

相对大小如何？

3052 用分子轨道理论估计 N2， O2， F2， O22+ 和 F2+等是顺磁分子还是反磁分子。

3053 判断 NO 和 CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？

3054 HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _________________________ 。

3055 下列分子的正离子和中性分子相比， 解离能的大小如何： N2， NO， O2， C2， F2， CN， CO 3056

(1) 写出 O2 分子的电子结构， 分析其成键情况，并解释 O2 分子的磁性； (2) 列出 O22-， O2-， O2 和 O2+的键长次序；

(3) 有三个振动吸收带：1097 cm-1，1580 cm-1 和 1865 cm-1 ，它们被指定

为是由 O2， O2+ 和 O2-所产生的，指出哪一个谱带是属于O2+的。

3057 下列分子中，键能比其正离子的键能小的是____________________ 。键能比其负

离子的键能小的是________________________ 。

3111 CN 的转动光谱相邻两谱线间的距离为 3.7878 cm-1， 求 CN 分子的键长。 3112

已知 19F35Cl 分子振动光谱基本谱带带心的波数是313.5 cm-1。求： (1) 力常数 k ；

(2) 19F37Cl的振动频率 ( 波数 )。

3113 已知 H2 的振动频率为 4160 cm-1， 试估计 HD 和 D2的振动频率。 ( H的相对原子质量为1， D的相对原子质量为2 )

3114 一些氢卤化物的基本振动频率如下： H19F (4141.3 cm-1) H35Cl (2988.9 cm-1) H81Br (2649.7 cm-1) H127I (2309.5 cm-1)

求这些氢卤键的力常数。

3115 分子的 De= 955.42 kJ·mol-1，基态振动波数为 2331 cm-1，试求 D0值。

3118 在 HI 的振动光谱图中观察到 2309 cm-1 的强吸收峰， 问 HI 分子的零点能是多

少。

3119 已知 1H37Cl 红外光谱中最强谱带的中心处有一些波数为2773.82 cm-1，2797.01

cm-1， 2819.56 cm-1， 2841.56 cm-1， 2863.06 cm-1， 2904.07 cm-1， 2923.74 cm-1， 2942.79 cm-1， 2961.13， 2978.80 cm-1 的转动谱线。请用计算结果说明 1H35Cl处于 v=1 振动激发态时，键被拉长。

3120 绝热电离能是指： (a) 。 垂直电离能是指： (b) 。

3122 已知氧化铝的 XPS 在 Al 2p 区只有一个峰， 而铝的 XPS 则有两个相距3 eV 的

峰，这是因为有：------------------------------------- ( )

(A) 轨道间偶合 (B) 轨道—自旋偶合 (C) 自旋—自旋偶合 (D) 不同价态的铝

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

3124 下列说法有错的是：------------------------------------------ ( )

(A)HF，HCl，HBr，HI 都是卤化氢分子，最高占有轨道都是非键轨道，次高占有

轨道都是成键轨道， 因此它们的 UPS 十分相似

(B) UPS 谱带振动序列长说明是?轨道电子电离 (C) Iv=Ia的谱带一定对应于非键或弱化学键轨道电子的电离

(D) CH4 分子的 UPS 有两个价轨道谱带

3125 下列分子的 UPS 与 N2 的 UPS 十分相似的是：------------ ( )

(A) O2 (B) (C) H2 (D) CO

3126 银的 XPS 谱中，最强特征峰是：------------------------- ( )

(A) Ag 4s峰 (B) Ag 3p峰 (C) Ag 3p峰 (D) Ag 3d峰

3127 一氯代甲酸乙酯的 XPS 谱中，碳的 1s结合能最大的峰是：-------( )

(A) 甲基峰 (B) 次甲基峰 (C) 羰基峰 (D) 一样大

3128 三氟代乙酸乙酯的 XPS 谱中， 有四个不同化学位移的碳 1s 峰，其结合能大小

次序是：-------------------------------------------- ( ) 1 2 3 4

(A) 1>2>3>4 (B) 2>1>3>4 (C) 2>1>4>3 (D) 2>3>1>4 3136

CO2 有四种振动方式，在红外光谱中，观察到二个强的基频吸收峰，其对应波数分别

为：2349 cm-1和 667 cm-1，试指出这两个吸收峰各对应于哪种振动方式。

3138

“由 CH4 分子中 4 个 C-H 键键长相等推测 CH4 分子的 8 个价电子能量相等， 故

其 UPS 只有一个价电子谱带。” 是否正确？

3140

[ Fe(CN)6]3- 中的强场使 3d 轨道分裂，这种分裂的观察可借助于------------ ( ) (A) 核磁共振谱 (B) 电子吸收光谱 (C) 红外光谱 (D) 拉曼光谱 3141

红外光谱测得 S-H 的伸缩振动频率为 2000 cm-1， 则 S-D 的伸缩振动频率为：

------------------- ( )

(A) 2000 cm-1 (B) 1440 cm-1 (C) 3000 cm-1 (D) 4000 cm-1

3142

电子的自旋朗德因子 (g) 是：------------------- ( )

(A) 1 (B) 1/2 (C) 1.5 (D) 2 3143

示意画出 CO 分子的光电子能谱图， 并标明相应的分子轨道。

3144

用原子单位写出 HD (氘化氢) 分子的 Schrodinger 方程， 说明作了哪些假定。 3145

在地球的电离层中可能存在下列物质：

OF+， NO+， PS+， SCl-， ArCl+

预言其中最稳定(即存在最强的键)和最不稳定的物种。

3146

在 NO2+， NO+， NO， NO-系列中，哪个具有最强的键？ 3147

写出一个键级为3/2的双原子分子或离子。 3148

?轨道是指具有____________特点的轨道。 3149

?轨道是指具有____________特点的轨道。 3150

?轨道是指具有____________特点的轨道。 3151

成键轨道的定义是___________________。 3152

反键轨道的定义是___________________。 3153

非键轨道的定义是___________________。 3154

在羰基化合物中， CO 的哪一端和金属原子结合？ 3155

s-s 轨道重叠形成____________________键。 3156

px-px轨道迎头重叠形成____________________键。 3157

px-px轨道并肩重叠形成____________________键。

3158

dxy-dxy 轨道沿 x 轴或 y 轴重叠形成____________________键。 3159

dxy-dxy 轨道沿 z 轴重叠形成____________________键。 3160

利用远红外光谱可以测定同核双原子分子的键长，对吗？ 3161

Raman 光谱本质上是一种吸收光谱，对吗？ 3162

质量为 m、力常数为 k 的简谐振子的能级公式为______________。 3163

质量分别为 m1和 m2、核间距为 r 的双原子分子的转动能是_______。 3164

物质颜色的产生是由于吸收了：---------------------------- ( )

(A) 红外光 (B) 微波 (C) 紫外光 (D) 可见光 3165

用红外光谱鉴定有机化合物结构是基于分子的：---------------------------- ( ) (A) 形状不同 (B)相对分子质量不同 (C)转动惯量不同 (D) 基团特征振动频率不同 3166

有一混合气体含 N2， HCl， CO， O2， 可观察到转动光谱的是：----------------- ( (A) N2 (B) O2 (C) N2和 O2 (D) HCl 和 CO 3167

下列分子转动光谱中出现谱线波长最长的是：---------------------------- ( ) (A) HF (B) HCl (C) HBr (D) HI 3168

在振动光谱中下列基团出现谱线的波数最大的是：---------------------------- ( )

3169

对于 C-Cl 键振动光谱特征频率最大的是：---------------------------- ( ) )

3170

由下述实验方法可验证分子轨道能级顺序的是：---------------------------- ( ) (A) 红外光谱 (B) 核磁共振 (C) 质谱 (D) 光电子能谱 3171

含奇数个电子的分子或自由基在磁性上：---------------------------- ( )

(A) 一定是顺磁性 (B) 一定是反磁性 (C) 可为顺磁性或反磁性 3172

某双原子分子在微波区测得下列谱线：118 cm-1，135 cm-1，152 cm-1，169 cm-1。 求：

(1) 转动常数B ； (2) J=10的能级的能量是多少J？

(3) 谱线169？cm-1是哪两个能级间跃迁产生的？ 3173

水分子有____种简正振动，____种简正振动频率，____种红外活性的简正振动频率。 3174

HCN分子有＿＿种简正振动方式，其中有＿＿种是具有红外活性的。 3175

已知H原子的电负性为2.1，F原子的电负性为4.0，H2和F2的键长分别为74和142pm，

由H原子和F原子化合形成HF分子。 (1)写出HF分子的价层电子组态；

(2)计算HF分子的键长。

3176 一个质量为45？g的弹簧振子，以频率为2.4 s-1、振幅为4.0？cm在振动。 (1)求此振子的力常数； (2)如果这一体系可用量子力学处理，其量子数v为多大？

3177 举例说明什么是?轨道、?轨道和?轨道。

3178 N2O分子的结构有N—N—O或N—O—N两种可能，其红外光谱呈现三个吸收峰，

由此可推断N2O是哪种结构？

3179 H2能量曲线中(见图)，线段ac，dc各代表什么物理量？

3180 用变分法解H2+的Schr?dinger方程时，能量E1及E2是否包括核排斥能？

3181 下图示出Ar的UPS第一条谱线的自旋一轨道分裂情况，两个峰的面积比为2:1。 (1)通过推测，说明该UPS峰对应的是从何种轨道上被击出的光电子？

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