结构化学课后答案第五章

《结构化学》第五章习题

5001 5002

写出下列分子的结构式(标明单键和多重键等键型)和立体构型：

(1) Al2Cl6 ，(2) HN3 ，(3) Fe(CO)3(?4- C4H4) ，(4) XeOF4 ，(5) XeF4 5003

NH3和PH3分子键角值大者为___________________分子。 5004

用价电子对互斥理论推断： PF4+的构型为_________________， 中心原子采用的杂化轨道为_____________________： XeF4的构型为___________________，中心原子采用的杂化轨道为________________________。 5005

写出下述分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型： HgCl2_________________： Co(CO)4-______________

习 题

1. 用VSEPR理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。

(1) AsH3; (2)ClF3; (3) SO3; (4) SO32-; (5) CH3+; (6) CH3- 2. 用VSEPR理论推测下列分子或离子的形状。

(1) AlF63-; (2) TaI4-; (3) CaBr4; (4) NO3-; (5) NCO-; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS2; (2) NO2+; (3) SO3; (4) BF3; (5) CBr4; (6) SiH4;

(7) MnO4-; (8) SeF6; (9) AlF63-; (10) PF4+; (11) IF6+; (12) (CH3)2SnF2

4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp2等性杂化轨道的表达式。

5. 写出下列分子的休克尔行列式：

7CH65412334218CH2

6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。

x100101x100001x100001x101001x1

习 题

1. 用VSEPR理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。

(1) AsH3; (2)ClF3; (3) SO3; (4) SO32-; (5) CH3+; (6) CH3- 2. 用VSEPR理论推测下列分子或离子的形状。

(1) AlF63-; (2) TaI4-; (3) CaBr4; (4) NO3-; (5) NCO-; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS2; (2) NO2+; (3) SO3; (4) BF3; (5) CBr4; (6) SiH4;

(7) MnO4-; (8) SeF6; (9) AlF63-; (10) PF4+; (11) IF6+; (12) (CH3)2SnF2

4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp2等性杂化轨道的表达式。

5. 写出下列分子的休克尔行列式：

7CH65412334218CH2

6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。

x100101x100001x100001x101001x1

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?????

第五章 化学平衡

5.1 在某恒定的温度和压力下，取no?1mol的A(g)进行如下化学反应 若，试证明，当反应进度

时，系统的吉布斯函数G值为最小，

这时A, B间达化学平衡。

5.3 一定条件下，Ag与H2S可能发生下列反应：

25℃，100 kPa下将Ag置于体积比为10：1的H2与H2S的混合气体中。 （1） Ag是否会发生腐蚀而生成Ag2S？

（2） 混合气体中气体的体积分数为多少时，Ag不会腐蚀生成Ag2S？

解：（1）设H2和H2S的起始量分别为10mol和1mol，H2S的解离度为α，则

2Ag(s) + H2S(g)Ag2S(s) + H2(g)2Ag(s) + H2S(g)??rGm??rGm?RTlnJpAg2S(s) + H2(g)

1 10

?(?40.26?33.56)?103?8.314?298.15?ln10??992.3kJ?mol?1?0所以，Ag会发生腐蚀。

J?mol?1

（2）设H2S气体的体积分数为y，若想要Ag不腐蚀，那么必须满足

??rGm??rGm

结构化学课后答案第9章晶体的结构习题解答

第9章 晶体结构和性质

习题解答

【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：用虚线画出点阵结构如下图，各结构基元中圈和黑点数如下表：

●○●○●○●○●○○○●●●○○○○○●○●○○●○○○○●○1○○○○○○2○●○○○●○●●○3○●○●○○●○○●○4567

图序号 结构基元数 黑点数 圈数

1 1 1 1

2 1 1 1

3 1 1 1

4 1 1 2

5 1 0 3

6 1 2 1

7 1 4 3

【评注】 从实际周期性结构中抽取出点阵的关键是理解点阵的含义，即抽取的点按连接其中任意两点的向量平移后必须能够复原。如果不考虑格子单位的对称性，任何点阵均可划出素单位来，且素单位的形状并不是唯一的，但面积是确定不变的。如果考虑到格子单位的对称形，必须选取正当单位，即在对称性尽量高的前提下，选取含点阵点数目尽量少的单位，也即保持格子形状不变的条件下，格子中点阵点数目要尽量少。例如，对2号图像，如果原图是正方形，对应的正当格

第9章 晶体结构和性质

习题解答

【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：用虚线画出点阵结构如下图，各结构基元中圈和黑点数如下表：

●○●○●○●○●○○○●●●○○○○○●○●○○●○○○○●○1○○○○○○2○●○○○●○●●○3○●○●○○●○○●○4567

图序号 结构基元数 黑点数 圈数

1 1 1 1

2 1 1 1

3 1 1 1

4 1 1 2

5 1 0 3

6 1 2 1

7 1 4 3

【评注】 从实际周期性结构中抽取出点阵的关键是理解点阵的含义，即抽取的点按连接其中任意两点的向量平移后必须能够复原。如果不考虑格子单位的对称性，任何点阵均可划出素单位来，且素单位的形状并不是唯一的，但面积是确定不变的。如果考虑到格子单位的对称形，必须选取正当单位，即在对称性尽量高的前提下，选取含点阵点数目尽量少的单位，也即保持格子形状不变的条件下，格子中点阵点数目要尽量少。例如，对2号图像，如果原图是正方形，对应的正当格子单位应该与原图等价（并非现在的矩形素格子

第二章 原子结构

习 题

2.1 氢原子薛定谔方程中的能量E包含哪些能量？ 2.2 令?(r,?,?)?R(r)Y(?,?)?R(r)?(?)?(?)

将单电子原子的薛定谔方程分解为3个方程。

2.3 氢原子薛定谔方程是否具有形为??(1?ar)e?br的解？若有，求a、b和能量E。

2.4 若取变分函数为??e??r，式中?为变分参数，试用变分法求H原子的基态能量和波函数。 2.5 取变分函数为??e??r，式中?为变分参数，试用变分法求H原子的基态能量，并与其1s态能量对比。

2.6 分别求氢原子1s电子和2s电子离核的平均距离r,并进行比较。 2.7求氢原子2p电子离核的平均距离r。

2.8 波函数?3d2有多少节面？用方程把这些节面表示出来。这些节面将空间分成几个区域？

z22.9 验证氢原子波函数?1s和?2p是正交的，?2p和?2p也是正交的。

zxy2.10 求氢原子2p和3d电子几率密度最大值离核的距离r。 2.11 求氢原子2pz电子出现在??45?的圆锥的几率。 2.12 求氢原子3dz2电子出现在??60?的圆锥内的几率。

2.13 比较氢原子中2px和2pz电子出现在相同半径圆球内的几率大小。

2.14 比较H

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

5.10 假设对指令Cache的访问占全部访问的75%；而对数据Cache的访问占全部访问的25%。Cache的命中时间为1个时钟周期，失效开销为50 个时钟周期，在混合Cache中一次load或store操作访问Cache的命中时间都要增加一个时钟周期，32KB的指令Cache的失效率为0.39%，32KB的数据Cache的失效率为4.82%，64KB的混合Cache的失效率为1.35%。又假设采用写直达策略，且有一个写缓冲器，并且忽略写缓冲器引起的等待。试问指令Cache和数据Cache容量均为32KB的分离Cache和容量为64KB的混合Cache相比，哪种Cache的失效率更低？两种情况下平均访存时间各是多少？

解：（1）根据题意，约75%的访存为取指令。 因此，分离Cache的总体失效率为：（75%×0.15%）＋（25%×3.77%）＝1.055%； 容量为128KB的混合Cache的失效率略低一些，只有0.95%。 （2）平均访存时间公式可以分为指令访问和数据访问两部分：

平均访存时间＝指令所占的百分比×（读命中时间＋读失效率×失效开销）＋ 数据所占的百分比×（数据命中时间