结构化学第三章习题

《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 px pz yzdxy 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____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)N2 + (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________________________ 。

O2， NO， CN， C2， F2 3058 下列各对中哪一个有较大的解离能： Li2与 Li2+； ㄧ 与 C2+； O2 与 O2+；与 F2+。 3059 O2 的键能比 O2+的键能 _____________ 。 3060 说明 H2+的键长比 H2 长， 而 O2+的键长比 O2 短的原因。 3061 用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。如果电子电离后该分子

的核间距变短了， 则表明该电子是：-------------------------- ( )

(A) 从成键 MO 上电离出的 (B) 从非键 MO 上电离出的 (C) 从反键 MO 上电离出的 (D) 不能断定是从哪个轨道上电离出的 3062 求 H2+ 分子中的电子， 当处于成键轨道

σ1s 时， 它出现在键轴上距某一氢40

pm 处的两点 M 和 N 上的概率密度比值。

(已知键长为106pm，ａ0=52.9pm，σ1s=N (e

?ra/a0＋e

?rb/a0)

*3063求 H2+分子中的电子处于反键轨道σ1s 时，它出现在键轴上距某一氢原子 40 pm

处的两点 M 和 N 上的概率密度比值。

*(已知键长为106？pm，a0=52.9 pm，σ1s=N(e

?ra/a0－e

?rb/a0)

3064 求 H2+分子中的电子处于成键轨道σ1s，它出现在距其中一个氢原子 22.4 pm ， 距

键轴 10.0 pm 处的概率密度。

已知： 键长 r=106.0 pm，a0= 52.9 pm。

σ1s= N(e?r/aa0+ e

?rb/a0) ，

N = 8.210×10-4？pm-3/2 。

3065 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， 并区分其

单态和三重态。

3066 H2 分子的基态波函数是：-----------------------------( )

(A) 单重态 (B) 三重态 (C) 二重态 (D) 多重态 3067 在价键理论中， H2 基态双电子轨道─自旋完全波函数为 _____________ 。 3068 试述简单分子轨道理论和价键理论对基态 H2 分子的轨道部分波函数的表达式，

说明它们间的主要差别。

3069 写出氢─氦离子体系[He─H]+中电子运动的薛定谔方程。 [用原子单位表示] 3070 分子光谱是由分子的 ______________ 能级跃迁产生的。其中，远红外或微波谱是

由 _______________ 能级跃迁产生的； 近红外和中红外光谱带是由 _______________ 能级跃迁产生的； 紫外可见光谱带是由 _____________ 能级跃迁产生的。

3071 一个分子的能级决定于分子中电子的运动、原子骨架的平动、振动和转动，将四部

分运动的能级间隔分别记为?Ee， ?Et， ?Ev 和?Er。一般而言，它们的相对大小次序是：----------------------------- ( )

(A) ?Ee > ?Et > ?Ev > ?Er (B) ?Er > ?Ev > ?Et > ?Ee (C) ?Et > ?Ee > ?Ev > ?Er (D) ?Ee > ?Ev > ?Er > ?Et

3072 就体系相邻能级间的能级差随量子数的增加而增大、减小和相等的体系各举出一

例。

3073 CO2有_____ 种简正振动， _________种简正振动频率， _______种红外活性的正振动频率。

3074写出 CS2分子的四种简正振动方式， 哪种振动方式有拉曼活性？ 哪些振动方有红外活性？

3075 分子 H2， HCl， CH4，CH3Cl， CH2Cl2， H2O， H2O2， NH3， NH4Cl 中不示

纯转动光谱的有 ___________________ 。

~是多少？ 为什么相邻谱线间的离3076 双原子分子的纯转动光谱相邻谱线间的距离??

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