结构化学习题

结 构 化 学 习 题

习题类型包括：选择答案、填空、概念辨析、查错改正、填表、计算、利用结构化学原理分析问题；内容涵盖整个课程，即量子力学基础、原子结构、分子结构与化学键、晶体结构与点阵、X射线衍射、金属晶体与离子晶体结构、结构分析原理、结构数据采掘与QSAR等；难度包括容易、中等、较难、难4级；能力层次分为了解、理解、综合应用。

传统形式的习题，通常要求学生在课本所学知识范围内即可完成，而且答案是唯一的，即可以给出所谓“标准答案”。根据21世纪化学演变的要求，我们希望再给学生一些新型的题目，体现开放性、自主性、答案的多样性，即：习题不仅与课本内容有关，而且还需要查阅少量文献才能完成；完成习题更多地需要学生主动思考，而不是完全跟随教师的思路；习题并不一定有唯一的 “标准答案”，而可能具有多样性，每一种答案都可能是“参考答案”。学生接触这类习题，有助于培养学习的主动性，同时认识到实际问题是复杂的，解决问题可能有多钟途径。但是，这种题目在基础课中不宜多，只要有代表性即可。

以下各章的名称与《结构化学》多媒体版相同，但习题内容并不完全相同。

第一章 量子力学基础

1.1 选择题

(1) 若用电子束与中子束分别作衍射实验，得到大小相同的环纹，则说明二者

(A) 动量相同 (B) 动能相同 (C) 质量相同

(2) 为了写出一个经典力学量对应的量子力学算符，若坐标算符取作坐标本身，动量算符应是(以一维运动为例)

(A) mv (B) (C)

(3) 若∫|ψ|2dτ=K，利用下列哪个常数乘ψ可以使之归一化：

(A) K (B) K2 (C) 1/

(4) 丁二烯等共轭分子中π电子的离域化可降低体系的能量，这与简单的一维势阱模型是一致的， 因为一维势阱中粒

子的能量

(A) 反比于势阱长度平方 (B) 正比于势阱长度 (C) 正比于量子数

(5) 对于厄米算符, 下面哪种说法是对的

(A) 厄米算符中必然不包含虚数 (B) 厄米算符的本征值必定是实数 (C) 厄米算符的本征函数中必然不包含虚数 (6) 对于算符?的非本征态Ψ

(A) 不可能测量其本征值g. (B) 不可能测量其平均值.

(C) 本征值与平均值均可测量，且二者相等 (7) 将几个非简并的本征函数进行线形组合，结果

(A) 再不是原算符的本征函数

(B) 仍是原算符的本征函数，且本征值不变 (C) 仍是原算符的本征函数，但本征值改变

1.2 辨析下列概念，注意它们是否有相互联系, 尤其要注意它们之间的区别：

(1) 算符的线性与厄米性 (2) 本征态与非本征态 (3) 本征函数与本征值 (4) 本征值与平均值 (5) 几率密度与几率

(6) 波函数的正交性与归一性 (7) 简并态与非简并态

1.3 原子光谱和分子光谱的谱线总是存在一定的线宽，而且不可能通过仪器技术的改进来使之无限地变窄. 这种现象是什么

原因造成的？

1.4 几率波的波长与动量成反比. 如何理解这一点?

1.5 细菌的大小为微米量级, 而病毒的大小为纳米量级. 试通过计算粗略估计: 为了观察到病毒, 电子显微镜至少需要多高

的加速电压.

1.6 将一维无限深势阱中粒子的波函数任取几个, 验证它们都是相互正交的.

1.7 厄米算符的非简并本征函数相互正交. 简并本征函数虽不一定正交, 但可用数学处理使之正交. 例如，若ψ1与ψ2不正

交，可以造出与ψ1正交的新函数ψ’2

ψ’2=ψ2+cψ1

试推导c的表达式(这种方法称为Schmidt正交化方法).

1.8 对于一维无限深势阱中粒子的基态, 计算坐标平均值和动量平均值, 并解释它们的物理意义.

1.9 一维无限深势阱中粒子波函数的节点数目随量子数增加而增加. 试解释: 为什么节点越多, 能量越高. 再想一想: 阱中只

有一个粒子, 它是如何不穿越节点而出现在每个节点两侧的?

1.10 下列哪些函数是d2/dx2的本征函数: (1) ex (2) e2x (3) 5sinx (4) sinx+cosx (5)x3. 求出本征函数的本征值. 1.11 对于三维无限深正方形势阱中粒子, 若三个量子数平方和等于9, 简并度是多少? 1.12 利用结构化学原理，分析并回答下列问题：

纳米粒子属于介观粒子，有些性质与宏观和微观粒子都有所不同. 不过，借用无限深势阱中粒子模型，对纳米材料中的“量子尺寸效应”还是可以作一些定性解释.例如: 为什么半导体中的窄能隙（<3eV）在纳米颗粒中会变宽, 甚至连纳米Ag也会成为绝缘体?

第二章 原子结构

2.1 选择题

(1) 对s、p、d、f 原子轨道进行反演操作，可以看出它们的对称性分别是

(A) u, g, u, g

(B) g, u, g, u

(C) g, g, g, g

(2) H原子的电离能为13.6 eV, He+的电离能为

(A) 13.6 eV (B) 54.4 eV (C) 27.2 eV (3) 原子的轨道角动量绝对值为

(A) l（l+1）

2

(B) (C) l

(4) p2组态的原子光谱项为

(A) 1D、3P、1S (B) 3D、1P、3S (C) 3D、3P、1D (5) Hund规则适用于下列哪种情况

(A) 求出激发组态下的能量最低谱项

(B) 求出基组态下的基谱项 (C) 在基组态下为谱项的能量排序

(6) 配位化合物中d?d跃迁一般都很弱，因为这种跃迁属于：

(A) g?/?g (B) g??u (C) u?/?u (7) Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为 (A) 2P3/2 (B) 2P1/2 (C) 2P0 2.2 辨析下列概念，注意它们的相互联系和区别： (1) 复波函数与实波函数 (2) 轨道与电子云

(3) 轨道的位相与电荷的正负 (4) 径向密度函数与径向分布函数

(5) 原子轨道的角度分布图与界面图 (6) 空间波函数、自旋波函数与自旋-轨道 (7) 自旋-轨道与Slater行列式 (8) 组态与状态

2.3 请找出下列叙述中可能包含着的错误，并加以改正：

原子轨道（AO）是原子中的单电子波函数，它描述了电子运动的确切轨迹. 原子轨道的正、负号分别代表正、负电荷. 原子轨道的绝对值平方就是化学中广为使用的“电子云”概念，即几率密度. 若将原子轨道乘以任意常数C，电子在每一点出现的可能性就增大到原来的C2倍.

2.4

(1) 计算节面对应的θ; (2) 计算极大值对应的θ;

(3) 在yz平面上画出波函数角度分布图的剖面, 绕z轴旋转一周即成波函数角度分布图. 对照下列所示的轨道界面图, 从

物理意义和图形特征来说明二者的相似与相异.

2.5 氢原子基态的波函数为

试计算1/r的平均值，进而计算势能平均值, 验证下列关系:

= 2E= -2

此即

量子力学维里定理,适用于库仑作用下达到平衡的粒子体系 (氢原子基态只有一个1s电子,其能量等于体系的能量) 的定态, 对单电子原子和多电子原子具有相同的形式.

2.6 R. Mulliken用原子中电子的电离能与电子亲合能的平均值来定义元素电负性. 试从原子中电子最高占有轨道（HOMO）和

最低空轨道（LUMO）的角度想一想，这种定义有什么道理？

2.7 原子中电子的电离能与电子亲合能之差值的一半, 可以作为元素化学硬度的一种量度（硬度较大的原子，其极化率较低）.

根据这种定义，化学硬度较大的原子，其HOMO与LUMO之间的能隙应当较大还是较小？

2.8 将2p+1与2p-1线性组合得到的2px与2py, 是否还有确定的能量和轨道角动量z分量？为什么？

2.9 原子的轨道角动量为什么永远不会与外磁场方向z重合, 而是形成一定大小的夹角? 计算f轨道与z轴的所有可能的夹角.

为什么每种夹角对应于一个锥面, 而不是一个确定的方向?

2.10 快速求出P原子的基谱项.

2.11 Ni2+的电子组态为d8, 试用ML表方法写出它的所有谱项, 并确定基谱项. 原子光谱表明, 除基谱项外, 其余谱项的能级顺

序是1D<3P<1G<1S, 你是否能用Hund规则预料到这个结果?

2.12 dn组态产生的谱项, 其宇称与电子数n无关, 而pn组态产生的谱项, 其宇称与电子数n有关. 为什么？ 2.13 试写出闭壳层原子Be的Slater行列式.

2.14 Pauli原理适用于玻色子和费米子, 为什么说Pauli不相容原理只适用于费米子?

第三章 双原子分子结构与化学键理论

3.1 选择题

(1) 用线性变分法求出的分子基态能量比起基态真实能量，只可能

(A) 更高或相等 (B) 更低 (C) 相等 (2) N2、O2、F2的键长递增是因为

(A) 核外电子数依次减少 (B) 键级依次增大 (C) 净成键电子数依次减少 (3) 下列哪一条属于所谓的“成键三原则”之一：

(A) 原子半径相似 (B) 对称性匹配 (C) 电负性相似 (4) 下列哪种说法是正确的

(A) 原子轨道只能以同号重叠组成分子轨道 (B) 原子轨道以异号重叠组成非键分子轨道

(C) 原子轨道可以按同号重叠或异号重叠，分别组成成键或反键轨道 (5) 氧的O2+ , O2 , O2- , O22-对应于下列哪种键级顺序

(A) 2.5， 2.0, 1.5, 1.0 (B) 1.0, 1.5， 2.0, 2.5 (C) 2.5， 1.5, 1.0 2.0

(6) 下列哪些分子或分子离子具有顺磁性

(A) O2、NO (B) N2、F2 (C) O22+、NO+

? (7) B2和C2中的共价键分别是

（A）π1+π1，π+π （B）π+π，π1+π

1 （C）σ

+π,σ

3.2 MO与VB理论在解释共价键的饱和性和方向性上都取得了很大的成功, 但两种理论各有特色. 试指出它们各自的要点 (若

将两种理论各自作一些改进, 其结果会彼此接近).

3.3 考察共价键的形成时, 为什么先考虑原子轨道形成分子轨道, 再填充电子形成分子轨道上的电子云, 而不直接用原子轨道

上的电子云叠加来形成分子轨道上的电子云?

3.4 “成键轨道的对称性总是g, 反键轨道的对称性总是u”. 这种说法对不对? 为什么? 3.5 一般地说, π键要比σ键弱一些. 但在任何情况下都是如此吗? 请举实例来说明.

3.6 N2作为配位体形成配合物时, 通常以2σg电子对去进行端基配位(即N ? N?), 而不以1πu电子对去进行侧基配位。主要

原因是什么？

3.7 “磁化水”的特殊功能是一个议论甚广的话题。 然而，如果样品是相当纯净的水，特别是不含任何磁性杂质，经过“磁化”

的水会有什么特殊功能吗？

3.8 O2- 是一种氧自由基(有时加一个点表示它的自由基特征), 能使细胞质和细胞核中的核酸链断裂, 引起肿瘤、炎症、衰老等

病变. 活性氧与人体健康的关系是一个新兴的研究领域. 人体内过多的O2-是通过什么来清除的? 试查阅文献了解其研究动态, 并回答问题.

3.9 固氮酶的化学模拟是一个具有重大的理论意义和实用价值的课题. 请通过全球信息网(WWW)了解其最新研究动态. 3.10 计算一组等性sp2杂化轨道相互之间的夹角，与乙烯中的键角进行比较. 3.11 (1) 观察σ、π和δ分子轨道，它们各有多少个包含着键轴的节面？

(2) 分子轨道中还有一种υ轨道，具有3个包含键轴的节面. 什么样的原子轨道才可能形成υ分子轨道? 3.12 在异核双原子分子中, 对成键轨道和反键轨道的较大贡献分别来自什么样的原子? 为什么?

3.13 地球的年龄约为46亿年, 但大气中的O2却主要是有了生物的光合作用后才积累起来的. 试查阅文献, 了解氧和臭氧在地球

上的积累过程，以及生态系统中的氧循环.

3.14 氢能是一种清洁能源, 是未来的理想能源. 试查找有关的共价键能数据, 计算氢燃烧生成1mol水可以放出多少能量. 目前

这种能源使用的还很少, 有哪些主要原因? 如果用电解水来大规模地制取氢气, 有没有实际意义?

3.15 双原子分子和一些小分子的结构比较简单, 但它们在自然界中的作用却不是无关紧要的. 试论述: 在环境与生态问题上,

哪些双原子分子和小分子具有重要影响? 它们是如何发挥作用的? 这些作用对人类有益还是有害? 我们如何强化或抑制这些作用?

3.16 自由状态的CO键长为112.9pm. 在配合物Ni(CO)4中, CO键长增加为115pm且振动频率下降. Ni-C键长为182pm, 比一

般估计的σ键(192 pm)要短. 综合这些现象, 可以说明什么问题?

第四章 分子对称性与群论初步

4.1 选择题

(1) 丙二烯属于D2d点群，表明它有

(A) 两个小π键 (B) 一个(2) C60、NH3、立方烷的分子点群分别是

(C) 两个

(A) C1、C2、C3 (B) D2、C4v、Td (C) Ih、C3v、Oh (3) 下列哪种说法是正确的（C*代表不对称碳原子）：

(A) 含C*的分子并非都有旋光性，不含C*的分子并非都无旋光性 (B) 含C*的分子必定都有旋光性，不含C*的分子必定都无旋光性 (C) 含C*的分子并非都有旋光性，不含C*的分子必定都无旋光性 (4) 化学中的R-S [拉丁字母rectus（右）与sinister(左)]命名法的用途之一是

(A) 区分顺反异构体 (B) 直接表示分子的旋光方向 (C) 区分对映异构体

(5) 含有不对称C原子但能与其镜象重合的化合物是

(A) 内消旋化合物 (B) 外消旋化合物 (C) 不对称分子 (6) 下列哪组点群的分子可能具有偶极矩：

(A) Oh、Dn、Cnh (B) Ci、Td、S4 (C) Cn、Cnv 、Cs (7) 非极性分子的判据之一是

(A) 所有对称元素交于唯一一点 (B) 至少有两个对称元素只交于唯一一点

(C) 两个对称元素相交 (8) 下列哪种分子可能具有旋光性：

(A) 丙二烯 (B) 六螺环烃 (C) C60 (9) [Co（NH3）4（H2O）2]3+能够有几种异构体：

(A) 2 (B) 3 (C) 6 (10) 一个分子的分子点群是指：

(A) 全部对称操作的集合 (B) 全部对称元素的集合 (C) 全部实对称操作的集合

(11) 群中的某些元素若可以通过相似变换联系起来，它们就共同组成 (A) 一个类 (B) 一个子群 (C) 一个不可约表示 (12) 几个不可约表示的直积是

(A) 可约表示 (B) 不可约表示 (C) 可约表示或不可约表示 (13) 水分子B1振动的基包括x和xz, 这种振动

(A) 只有红外活性 (B) 只有拉曼活性 (C) 兼有红外和拉曼活性

4.2 PCl5气体是分子化合物，其固体是PCl4+、 PCl6-的离子化合物。试分析这三种分子或分子离子分别是什么形状？什么点

群?

4.3 确定下列分子或离子的点群:

I3- ICl3 IF5 PCl3 PCl3F2 PF5 SCl2 SF4 SF6 SnCl2 XeF4 XeO4

其中哪些具有偶极矩? 属于什么点群?

4.4 SS型乙胺丁醇具有抗结核菌的药效,而它的对映异构体——RR型乙胺丁醇却能导致失明. 类似的问题在药物化学中相当

普遍地存在，试查阅文献，找出一些类似的实例. 如何从生物化学的角度理解这种差异？药物的不对称合成越来越受到化学家的普遍关注，这类受关注的分子通常属于哪些点群？为什么？

4.5 由C60所属的Ih点群的特征标表，判断C60分子轨道可能的简并度和最高简并度(可能的而不是必然的).试用某种简单的量子化学软件(如HyperChem)计算来验证你的判断,并观察C60的HOMO与LUMO简并度分别为多少?

4.6 cis-[PdCl2(NH3)2]和trans-[PdCl2(NH3)2]都是平面四方型结构. (1)若将NH3视为一个整体, cis-与trans-异构体分别属于什么点

群? (2)它们的Pd-Cl对称伸缩和反对称伸缩振动都在200~400cm-1之间, 如何由振动光谱鉴别cis-与trans-异构体? 4.7 对D4h群, 求出直积A2gB1g和Eu2, 它们还是否可约表示? 如果不是, 用约化公式进行约化. 4.8 乙烷分子由交叉式构象开始绕C-C键转动, 直至变为重叠式, 先后经历哪几种点群?

4.9 用8个点连成一个正方体, 然后在面心处逐步加上点. 面心的点数从1到6, 总共可以产生多少种模式(每一种模式都包括

正方体顶点)? 分别属于什么点群?

4.10 先分别写出绕z轴转动和以xy为镜面的反映操作矩阵. 证明: C2(z)与σxy的两种操作等效于通过坐标原点的反演.

4.11 以D6h群为例, 验证: 由两个不同的不可约表示的特征标作为分量的矢量正交.

第五章 多原子分子的结构与性质

5.1 选择题

(1) 用VSEPR理论判断，IF5的几何构型是

(A) 三角双锥 (B) 正四棱锥 (C) 平面五边形 (2) 共轭有机分子的哪种原子上易发生游离基反应：

(A) ρ较大者 (B) F较大者 (C) 任意原子 (3) 己三烯电环化反应, 在加热条件下保持什么对称性不变？

(A) C2 (B) m

(C) m和C2

(4) 分子的下列哪些性质必须用离域分子轨道来描述

(A) 电子能谱、电子光谱 (B) 偶极矩、电荷密度 (C) 键长、键能

5.2 原子在不同的条件下可能形成不同的键型. 试以H为例, 说明它可以形成哪些类型的键, 并各举一、二实例.

5.3 在形成分子加合物F3B-NH3时， 是BF3还是NH3的构型变化大？为什么？B-F键长和N-H键长哪一种变化大？变长还是

变短了？为什么？

5.4 由下列HMO行列式反推出共轭分子的骨架

4.17 若AB型分子的原子A和B的库仑积分分别为HAA和HBB，且HAA>HBB,并设SAB~0（即忽略去SAB）试证明成键的MO的能级和反键的MO的能级分别为：

4.18 现有4S，4Px，4Py， ， ， ， ， 等9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。

4.19 请写出Cl2、O2+和CN－基态时价层的分子轨道表达式，并说明是顺磁性还是反磁性。 4.20 HF分子以何种键结合？写出这种键的完全波函数。 4.21 CF和CF+哪一个的键长短些？

4.22 试写出在价键理论中描述H2运动状态的符合Pauli原理的波函数，并区分单态和三重态。 习题5

5.1 试写出SP3杂化轨道的表达形式。 5.2 从原子轨道

和

的正交性，证明两个sp杂化轨道相互正交。

5.3 写出下列分子或离子中，中心原子所采用的杂化轨道： CS2，NO2+，NO3－，CO32－，BF3，CBr4，PF4+，IF6+ 5.4 试求等性d2sp3杂化轨道的波函数形式。

5.5 使用VSEPR模型，对下面给出某些N和P的氢化物和氟化物的键角做出解释

NH3 PH3 107° 94° NF3 PF3 102° 104° 5.6 依VSEPR理论预测SCl3+和ICl4－的几何构型，给出每种情况下中心原子的氧化态和杂化方式。

5.7 对下列分子和离子CO2，NO2+，NO2，NO2－，SO2，ClO2，O3等判断它们的形状，指出中性分子的极性，指出每

个分子和离子的不成对电子数。

5.8 利用价电子对互斥理论说明AsH3, ClF3, SO3, SO32－,CH3+,CH3－,ICl3等分子和离子的几何形状，说明那些分子有偶极矩。

5.9 对于极性分子AB，如果分子轨道中的一个电子有90％的时间在A的原子轨道 子轨道

上，试描述该分子轨道波函数的形式（此处不考虑原子轨道的重叠）

上，10％的时间在B的原

5.10 用杂化轨道理论讨论下列分子的几何构型： C2H2，BF3，NF3，C6H6，SO3

5.11 讨论下列分子和离子中的化学键及几何构型： CO2，H2S，PCl3，CO32－，NO3－，SO42－

5.12 根据H?ckel 近似，写出下列分子π 电子分子轨道久期行列式：

j k l m

5.13 写出下列各分子的休克尔行列式： ⑴ CH2=CH2 ⑵

⑶ C6H6

5.14 用HMO或先定系数法求出戊二烯基阴离子π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.15 用HMO或先定系数法求出C6H6π电子分子轨道的表达形式及其对应的能量。 5.16 比较ROH，C6H5OH，RCOOH的酸性，并说明其理由。 5.17 试比较CO，R-COH，CO2碳氧间键长的大小。

5.18 环己烷——1，4二酮有五种可能构象：椅式，两种船式，两种扭转式（对称性一高一低）。请画出这五种构象，并确定它们所属的点群。

5.19 XeOnFm化合物是稳定的（n，m=1，2，3?），请用VSEPR模型，推导所有具有这一通式的化合物结构。 5.20 大部分五配位化合物采用三角双锥或四方锥结构，请解释：

a) 当中心原子为主族元素时，在三角双锥结构中轴向键比水平键长，而在四方锥中则相反。 b) 当中心原子为过渡金属时，如四方锥[Ni（CN）5]3-中，轴向Ni—C键217pm，水平187pm；而在三角双锥 [CuCl5]3-中，轴向键Cu—Cl 230pm，水平键239pm。

5.21 二硫二氮（S2N2）是聚合金属的先驱，低温X射线分析指出S2N2是平面正方形结构（D2h）假设该结构由S、N作sp2杂化形成σ键，N的2p轨道与S的一个3p、一个3d轨道形成π键。 (1)试描述S4N2可能的成键情况（S4N2为平面结构） (2)比较S4N2中2个不同S—N键与S2N2中SN键长度。

5.22 试用前线轨道理论说明乙烯在光照的条件下，发生环合反应生成环丁烷的机理。 5.23 试用前线轨道理论说明反应：

不可能是基元反应。

5.24 试用轨道对称守恒原理讨论己三烯环合反应对热与光的选择性. 习题6

6.1 写出B2H6和B3H9的styx数, 画出相应的结构图,并指出s, t, y, x字母的含义. 6.2 导出B4H10可能的styx数, 并写出对应的结构图. 6.3 根据式(6-11)求出B5H11, B6H10 可能的异构体数目.

6.4 金属团簇M5(M=Li, Na, K)有21种异构体, 试画出它们的拓扑结构. 6.5 计算下列各团簇的价电子数, 并预测它们的几何构型: Sn44-, Sn3Bi2, Sn3Bi3+, Sn5Bi4 6.6 试用12个五边形和8个六边形构成C36笼的结构.

6.7 [CO(NH3)6]是高自旋络合物，但在空气中易氧化成三价钴络合物[CO(NH3)6]3+,变成低自旋络合物，试用价键理论或晶体场理论来解释，看哪种比较合理。

6.8 Ni2+的低自旋络合物常常是平面正方形四配位的结构，高自旋络合物则都是四面体场结构，试由价键理论或晶体场理论来解释。

6.9 对于电子组态位d4的八面体过渡金属离子配合物，试计算： ⑴分别处在高、低自旋基态时的能量；

⑵当高、低自旋构型具有相同能量时，电子成对能P和晶体场分裂能10Dq的关系。

6.10 配合物[CO(NH3)4Cl2]只有两种异构体，若此络合物为正六边型构型有几种异构体？若为三角柱型时，又有几种异构体？那么到底应是什么构型？

6.11 将C2H6和C2H4通过AgNO3溶液，能否将它们分开？如果能分开，简要说明微观作用机理。 6.12 在八面体配合物中dx2-y2和dxy轨道哪个能量高？试用分子轨道理论说明其原因。 6.13 卤素离子，NH3，CN-配位场强弱次序怎样？试从分子轨道理论说明其原因。

6.14 硅胶干燥剂中常加入COCl2(蓝色)，吸水后变为粉红色，试用配位场理论解释其原因。

6.15 尖晶石的化学组成可表示为AB2O4,氧离子紧密堆积构成四面体孔隙和八面体孔隙，当金属离子A占据四面体孔隙时，称为正常的尖晶石；而A占据八面体孔隙时，称为反式尖晶石，试从配位场稳定化能计算结果说明NiAl2O4是何种尖晶石结构。

6.16 试画出三方柱型配合物MA4B2的全部几何异构体。

6.17 判断下列络离子是高自旋还是低自旋，画出d电子的排布方式，说明络离子的磁性，计算晶体稳定化能。

2+4-3+3- Mn(H2O)6，Fe(CN)6，CO(NH3)6，FeF6 6.18 作图示出[PtCl3(C2H4)]+离子中Pt2+和C2H4间的化学键的轨道叠加情况并回答：

⑴Pt2+和C2H4间化学键对C-C键强度的影响。

⑵[PtCl3(C2H4)]－是否符合18电子规律？解释其原因。 6.19 解释为什么大多数Zn２＋的络合物都是无色的？ 6.20 试画出N2和CO与过渡金属配合物的成键轨道图形。 6.21 作图给出下列每种配位离子可能出现的异构体 ⑴[Co(en)2Cl2] +

⑵[Co(en)2(NH3)Cl] 2+ ⑶[Co(en)(NH3)2Cl2] +

6.22 许多Cu2+的配位化合物为平面四方型结构，试写出Cu2+的d轨道能级排布及电子组态。

6.23 [Ni(CN)4]2-是正方形的反磁性分子，[NiCl4]2-是顺磁性离子（四面体型），试用价键理论或配位场理论解释之。

6.24 Ni(CO)4是个毒性很大的化合物

⑴试根据所学的知识说明其几何构型； ⑵用晶体场理论写出基态的电子理论； ⑶能否观察到d-d跃迁谱线？为什么？

6.25 写出羰基化合物Fe2(CO)6(μ2-CO)3的结构式，说明它是否符合18电子规则。已知端接羰基的红外伸缩振

-1-1

动波数为1850－2125cm，而桥式羰基的振动波数为1700－1860cm，试解释原因。

6.26 用18电子规则(电子计数法)推测下列分子的几何结构:

(1)V2(CO)12 (2) Cr2(CO)4Cp2 (3) [ Mo6(μ3-Cl)8Cl6]2- (4) [Rh6C(CO)15]2-

2+

6.27 水和乙醚的表面能分别为72.8和17.1×10-7J﹒cm-2, 试解释两者存在如此大差异的原因.

6.28 20°C的邻位和对位硝基苯酚, 在水中与苯中的溶解度之比, 分别为0.39和1.93, 试用氢键说明差异原因. 习题7

7.1 判断下列点是否组成点阵？

7.2 试从右边图形中选出点阵结构。

7.3 从下面点阵结构标出晶面指标（100），（210），（1 0），（230），（010），每组面用`3条相邻直线表示。

7.4 晶轴截距为（1）2a，2b，c (2)2a，-3b，2c （3）a，b，-c的晶面指标是什么？ 7.5 画出一个正交晶胞，并标出（100），（010），（001），（011）和（111）面。 7.6 一立方晶胞边长为432 pm，试求其（111），（211）和（100）晶面间距。

7.7 试证明在正交晶系，晶面间距 计算公式为 在立方晶系上式简化为：

7.8 已知金刚石立方晶胞参数 a = 356.7 pm，写出其中碳原子的分数坐标，并计算C-C键键长和晶体密度。 7.9 为什么14种Bravais格子中有正交底心而无四方底心？ 7.10 为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵，请加以论述。

7.11 下面所给的是几个正交晶系晶体单位晶胞的情况。画出每种晶体的布拉威格子。 （1）每种晶胞中有两个同种原子，其位置为（0,

,0）；（

,0,

）。

（2）每种晶胞中有4个同种原子，其位置为（0,0, z）；（0, , z）；（0, , + z）；（0,0,

+ z）。

（3）每种晶胞中有4个同种原子，其位置为（x,y, z）；（ , , z）；（ , , ）；

（ , , ）。

（4）每种晶胞中有两个A原子和两个B原子，A原子位置为（ ,0 ,0）；（0, , ），B原子位

置为（0 ,0, ）；（ , ,0）。

7.12 已知CaO为立方晶系，晶胞参数为 a = 480 pm ，晶胞内有4个分子，试求CaO晶体密度。 7.13 金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400 ?? （1） 试问钨晶体属于什么点阵形式？

（2） X射线波长为154.4pm, 计算晶胞参数. 7.14

CaS晶体（密度为2.58g/cm3）已由粉末法证明晶体为立方面心点阵，试问以下哪些衍射指标是允许的 （1） 100，110，111，200，210，211，220，222？ （2） 计算晶胞边长。

（3） 若用CuKα辐射（λ= 154.18 pm），计算最小可观测Bragg角。

7.15 四氟化锡（SnF4）晶体属四方晶系（空间群I4/mmm），a = 404 pm，c = 793 pm，晶胞中有2个分子，原子各占据以下位置：Sn (0,0,0；

,

,

)，F(0,

,0；

,0,0；0,0,0.237；0,0,

)。

（1）画出晶胞简图；

（2）计算Sn-F最近距离以及Sn的配位数。

7.16 试用结构因子论证：具有面心点阵晶体，衍射指标h、k、l奇偶混杂时，衍射强度为零。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o1hx.html