北师大结构化学答案

习题解析

9.1 若平面周期性结构系按下列单位并置重复堆砌而成，试画出它们的点阵结构，并指出结构基元。

●○●○●○●○●○○○○○○○○○○○○●●●○○○●●○●●○○●○●○○●○○○○○●●○○○●●○○●○○○○

解：用实线画出点阵结构如下图9.1，各结构基元中圈和黑点数如下表：

●○●○●○1○○○○5○○○○○●○●○○○●●●2●●○●●○○○○3○○○●●○○○7●●○○●○●○○●○○○●4○○○6○

图9.1

号数 黑点数 圈数

1 1 1

2 1 1

3 1 1

9.2 有一AB型晶体，晶胞中A和B的坐标参数分别为(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2).指明该晶体的空间点阵型式和结构基元。

解：不论该晶体属于哪一个晶系，均为简单的空间点阵，结构基元为AB。

9.3 已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a=356.7pm, 写出其中碳原子的分数坐标,并计算C—C键的键长和晶胞密度。

解：金刚石中碳原子分数坐标为：0，0，0；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2；1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4。

C－C键长可由（0，0，0）及（1/4，1/4

量子力学基础知识

【1.1】将锂在火焰上燃烧，放出红光，波长λ=670.8nm，这是Li原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的，试计算该红光的频率、波数以及以kJ·mol为单位的能量。

-1

2.998?108m?s?1????4.469?1014s?1?670.8m解： 11????1.491?104cm?1?7?670.8?10cm

?3414?1E?h?NA?6.626?10J?s?4.469?10sc

【1.2】 实验测定金属钠的光电效应数据如下：

312.5 波长λ/nm

?6.6023?1023mol-1 ?178.4kJ?mol-1

365.0

404.7

546.1

3.41 2.56 1.95 0.75 光电子最大动能Ek/10-19J

作“动能-频率”，从图的斜率和截距计算出Plank常数(h)值、钠的脱出功(W)和临阈频率(ν0)。

解：将各照射光波长换算成频率v,并将各频率与对应的光电子的最大动能Ek列于下表：

312.5 365.0 404.7 546.1 λ/nm

v/1014s－1

－

9.59 8.21 2.56

7.41 1.95

5.49 0.75

03 共价键和双原子分子的结构化学

【3.1】试计算当Na和Cl相距280pm时，两离子间的静电引力和万有引力；并说明讨论

??化学键作用力时，万有引力可以忽略不计。（已知：完有引力

F?GN?m?kg；静电引力

解：万有引力

2?2F?Kq1q2,K?9.0?109N?m2?C?22r）

m1m2,G?6.7?10?112r

静电引力

?112?2m1m2??6.7?10N?m?kg?F?G2r?23?35???1.6?10?27kg?2?2.8?10?2102m2?1.76?10?43N

F?k?2.94?10?9N 34由上计算可见，在这情况下静电引力比万有引力大10倍，所以万有引力可以忽略不计。

?2?OOO【3.2】写出2，2，2的键级，键长长短次序和磁性。

q1q292?2?9.0?10N?m?C??2r2?2.8?10?10m??1.6?10?19C?解：

分子（或离子） 键 级 键长次序 磁 性

?O2

O2

2

?2?O2 O2

2.5 1.5 1

??2?O2?O2?O2

顺磁 顺磁 顺磁 抗磁

?【3.3】H2分子基态的电子组态为?1s?，其激发态有

??????bc?????a??s?1?s ,?1s?1*s,

1001 首先提出能量量子化假定的科学家是：Planck 1002 光波粒二象性的关系式为E=h? p=h/? 1003 德布罗意关系式为??hh?,；宏观物体的λ值比微观物体的λ值 小 。 pmv1004 在电子衍射实验中，│

?│对一个电子来说，代表 电子概率密度 。

2

h21009 任一自由的实物粒子，其波长为λ，今欲求其能量，须用下列哪个公式 E?

2m?21010 对一个运动速率v<

A,B两步都是对的, A中v是自由粒子的运动速率, 它不等于实物波的传播速率u, C中用了?= v/?, 这就错了。

因为?= u/?。 又D中E=h?是粒子的总能量, E中E=所以 C, E都错。 1011 测不准关系是?x2?px≥

12

mv仅为v<

1016 ―波函数平方有物理意义， 但波函数本身是没有物理意义的‖。对否. ----------

结构化学课后答案

【篇一：结构化学课后答案第四章】

4.1】hcn和cs2都是直线型分子，写出该分子的对称元素。 解：hcn：c?,?????;cs2：c?,c2???,?h,?????,i

【4.2】写出h3ccl分子中的对称元素。 解：c3,???3?

【4.3】写出三重映轴s3和三重反轴i3的全部对称操作。 解：依据三重映轴s3所进行的全部对称操作为： 11223s??cs?cs??h 3h3333 ，， 64152

s3?c3，s3??hc3，s3?e

依据三重反轴i3进行的全部对称操作为： i3?ic3，i3?c3，i3?i 41526i?ci?ici33333 ，，?e 11223

【4.4】写出四重映轴s4和四重反轴i4的全部对称操作。 解：依据s4进行的全部对称操作为： 1121334

s4??hc4,s4?c2,s4??hc4,s4?e 依据i4进行的全部对称操作为： 1121334i?ic,i?c,i?ic,i?e 4442444

1?cc?xz22【4.5】写出和通过原点并与轴重合的轴的对称操作的表示矩阵。 ?100??100? ??0?10?1

?xz??0?10c?2x?????

简明结构化学教程答案

【篇一：kehoudaanhuizong】

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《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：----------------- ( )

1. 方势箱中粒子具有E=12h28ma2状态的量子数nx ny nz是 ( )

(A) 2 1 1 (B) 2 3 1

(C) 2 2 2 (D) 2 1 3

2. 同核双原子分子无极性，下列同核多原子分子有极性的是( (A) N－

3 (Ｂ) O3

(Ｃ) I－3 (Ｄ) P4

3. 径向分布函数是指 -------------------------------------------( )(A) R2 (B) R2

dr

(C) r2R2 (D) r2R2dr

4. Fe的电子组态为[Ar]3d64s2，其能量最低的光谱支项为( )

(A) 5D4 (B) 3

P2

(C) 5Do (D) 1S

第七章 过渡金属化合物

1. 对于四方配位场(7.1.1), 当点电荷与中心的距离不等, 但符合|±x|<|±y|时, 则中心原子的p轨道和d轨道的能级图7.3(a)及(b)将发生什么变化? 请根据你的直觉和简单分析做出最合理的判断, 画出能级图.

解:当点电荷距中心距离不等时, 将导致在正四方配位场下的二维不可约表示进一步分裂为

两个一维不可约表示,即 px, py, 和 dxz, dyz轨道进一步分裂.

若|±x|<|±y|, 则px将比py感受道更强的来至点电荷的排斥作用, 从而导致px能量高于py.

dxz, dyz轨道的能量也将发生分裂, 但是由于点电荷不在轨道的最大值方向, 感受的排斥相对于px, py要小. 故能级的分裂值较小, dxz较高, dyz较低. 能级图如下:

pxdx-ydxypydxzdyz222pzEEdz自由原子px, py, pzd自由原子

2. 反式四配位配合物 t?MA2B2, 如[PtCl2Br2]2?及Pt(NH3)2Br2的几何对称性为D2h,请以[PtCl2Br2]2?为对象, 给出其中的八个对称操作, 并将中心原子的原子轨道:{s, px,py,pz,dz, dx?y,dxy,dxz,dyz}按D2h不可约表示分类;若按D2h的子群D2分类, 结果又如何?(提示:参考特征

2

2

2

标表)

解:D2h的八个对称操作为 I, C2(x), C2(y), C2(z), i, ?(xy), ?(yz), ?(zx). 特征标表为:

Ag

结构化学练习题 一、 填空题

试卷中可能用到的常数：电子质量（9.110×10-31kg）, 真空光速（2.998×108m.s-1）, 电子电荷（-1.602×10-19C）,Planck常量（6.626×10-34J.s）, Bohr半径（5.29×10-11m）, Bohr磁子(9.274×10-24J.T-1), Avogadro常数(6.022×1023mol-1)

是________，存在三电子π键的是_____________。

13. 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价电子组态，键级，磁性。

O2的价电子组态___1σg21σu22σg22σu23σg21πu41πg2_（[Be2] 3σg21πu41πg2）_键级__2___磁性_____。

NO的价电子组态____1σ22σ23σ24σ21π45σ22π（KK1σ22σ21π43σ22π）___键级____2.5_______磁性________顺磁性__________。

1. 导致\量子\概念引入的三个著名实验分别是 ___, 14. dz2sp3杂化轨道形成__________________几何构型。 ________ 和__________