厦门大学结构化学习题答案7

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《结构化学》(7-10章)习题答案全解

《结晶学基础》习题答案目录

第7章答案----------------------------------------------------------------------1第8章答案---------------------------------------------------------------------12第9章答案---------------------------------------------------------------------20第10章答案------------------------------------------------------------------25

《结晶学基础》第七章习题答案

7001 单晶:一个晶体能基本上被一个空间点阵的单位矢量所贯穿。

多晶:包含许多颗晶粒,这些晶粒可能为同一品种,也可能不同品种,由于各晶粒在空间取

向可能不同,不能被同一点阵的单位矢量贯穿。

7002 (D) 7004 简单立方; Cs +和Cl -; 4C 3

7005 (1) 立方F (2) A 和 B (3) 4 个 (4) 4 组 (5) 3a (6) a /2 7007 4n 个 A, 8n 个 B, n 为自然数。

7010 d 111= 249 pm ; d 211= 176 pm ; d 100= 432 pm 7011 六方; D 3h 7012

7013 依次为立方,四方,四方,正交,六方。 7014 立方 P ,立方 I ,立方 F ; 四方 P ,四方 I 。 7015 旋转轴,镜面,对称中心,反轴; 旋转轴,镜面,对称中心,反轴,点阵,螺旋轴,滑移

结构化学课后习题及答案

ex ,sin x, 2 cos x, x3,sin x + cos x
d2 = ex
d2
解： d x2
， ex 是 d x2 的本征函数，本征值为 1。
d2 sin x = 1× sin x,
d2
d x2
sin x 是 d x2 的本征函数，本征值为 1。
d2 d x2
(2cos
x
)
=
2cos
x
id 【1.13】 eimφ 和 cos mφ 对算符 dφ 是否为本征函数？若是，求出本征值。
为υ 的 10%，判断电子的波性对荧光屏上成像有无影响？
解：在给定加速电压下，由不确定度关系所决定的电子坐标的不确定度为：
x= h =
h
m υ m 2eV / m ×10%
=
6.626 ×10−34 J s ×10
2× 9.109×10−31kg ×1.602 ×10−19 C ×103V
= 3.88×10−10 m
衍射。
【1.10】请指出下列算符中的线性算符和线性自轭算符：
d d2
d
x, dx , dx2 , log,sin,
,i dx
解：由线性算符的定义：
Aˆ (ψ i +ψ j) = Aˆ ψ i + Aˆ ψ j
x, d dx
d2 , d x2

结构化学答案及题库讲解

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 ν p =h /λ

1003 德布罗意关系式为,mv

h p h ==λ；宏观物体的λ值比微观物体的λ值小。 1004 在电子衍射实验中，│ψ│2对一个电子来说，代表电子概率密度。

1009 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 2

2λm h E = 1010 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λ= v /ν, 这就错了。

因为λ= u /ν。又D 中E =h ν是粒子的总能量, E 中E =

21mv 2仅为v <

1011 测不准关系是∆x ·∆p x ≥ π2h ，它说明了微观物体的坐标和动量不能同时测准, 其不确定度的乘积不小于π2h 。 1015 写出一个合格的波函数所应具有的条件。

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. --------------( )

1017 一组正交、归一的波函数

ψ1， ψ2， ψ3，…。正交性的数学表达式为 (a) ，归一性的表达式为 (b) 。 1018 │ψ (x 1， y 1， z 1， x 2， y 2， z 2)│2代表______________________。

1021 下列哪些算符是线性算符---------------------------------------------------------------- ( )

结构化学考试题库(含具体答案)

结构化学考试题库

第一部分量子力学基础与原子结构

一、单项选择题（每小题1分）1．一维势箱解的量子化由来（）①人为假定

②求解微分方程的结果

③由势能函数决定的

④由微分方程的边界条件决定的。答案：④

2．下列算符哪个是线性算符（）①exp ②▽2

③sin

④答案：②

3．指出下列哪个是合格的波函数(粒子的运动空间为0+)（）

①sinx

②e -x

③1/(x-1)

④f(x)=e x (0x 1);f(x)=1(x 1)答案：②

4．基态氢原子径向分布函数D(r)~r 图表示（

）①几率随r 的变化②几率密度随r 的变化

③单位厚度球壳内电子出现的几率随r 的变化④表示在给定方向角度上，波函数随r 的变化

答案：③

5.首先提出微观粒子的运动满足测不准原理的科学家是（）①薛定谔②狄拉克③海森堡③波恩答案：③

6．立方势箱中22

810ma h

E <

时有多少种状态（

）

①11

②3

③7

④2答案：③

7.立方势箱在

812ma h E ≤

的能量范围内，能级数和状态数为（）

①5，20

②6，6③5，11

④6，17

答案：③

8．下列函数哪个是2

dx d 的本征函数（

）①mx

②sin 2x ③x 2+y 2

④(a-x)e -x

答案：①

9．立方势箱中

87ma h E <

时有多少种状态（）

①11

②3

③4

④2

答案：③

10．立方势箱中

2289ma h E <

时有多少种状态（）

①11

②3

③4④2答案：③

11.已知x

e 2是算符x P ˆ

的本征函数，相应的本征值为（

）

①i

2②i h 4③4ih ④ i h

答案：④

12．已知2e 2x 是算符

结构化学答案 chapter7

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 p x , p y , 和 d xz , d yz 轨道进一步分裂.

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

d xz , d yz 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p x , p y 要小. 故能级的分裂值较小, d xz 较高, d yz 较低. 能级图如下:

2. 反式四配位配合物 t -MA 2B 2, 如[P t C l 2B r 2]2-及P t (NH 3)2B r 2的几何对称性为D 2h ,请以[P t C l 2B r 2]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 , p x ,p y ,p z ,d z 2

, d x 2

-y 2

,d xy ,d xz ,d yz }按D 2h 不可约表示分类;若按D 2h 的子群D 2分类, 结果又如何?(提示:参考特征

标表)

解:D 2h 的八个对称操作为 I, C 2(x ), C 2(y ), C 2(z ), i , σ(xy ), σ(yz ), σ(zx ). 特征标表为:

结构化学--期末题及部分答案

1. 波尔磁子是哪一种物理量的单位（c ）（A ）磁场强度（B ）电子在磁场中的能量（C ）电子磁矩（D ）核磁矩

2. 用来表示核外某电子运动状态的下列各组量子数（n ，l ，m ，m s ）中，合理的是（ D ）（A ）（2 ，1 ，0 ，0 ）（B ）（0 ，0，0 ，21

）

（C ）（3 ，1 ，-1 ，21）（D ）（2，1 ，-1 ，-21）

3. 就氢原子波函数ψ

2p x 和

ψ2p y 两状态的图像，下列说法错误的是（）

（A ）原子轨道的角度分布图相同（B ）电子云相同

（C ）径向分布图不同（D ）界面图不同

4.下列各组分子中，哪些有极性但无旋光性（）（１）Ｉ３

－

（２）Ｏ３（３）Ｎ３－

分子组：（A ）２（B ）１,３（C ）２,３（D ）１,２

５.Ｆｅ的原子序数为２６，化合物Ｋ３[ＦｅＦ６]的磁矩为５.９波尔磁子，而Ｋ３

[Ｆｅ（ＣＮ）６]的磁矩为１.７波尔磁子，这种差别的原因是（）（A ）铁在这两种化合物中有不同的氧化数

（B ）ＣＮ —

离子F – 离子引起的配位长分裂能更大（D ）氟比碳或氮具有更大的电负性（C ）Ｋ３[ＦｅＦ６]不是络合物

6.Be 2+的3s 和3p 轨道的能量是（）（A ）E （3p ）＞E （3s ）（B ）E （3p ）＜E （3s ）（C ）E （3p ）=E （3s ）（D ）无法判定

7.下列说法正确的是（）

（A ）凡是八面体的络合物一定属于O h 点群（B ）反是四面体构型的分子一定属于T d 点群（D ）异核双原子分子一定没有对称中心

厦门大学结构化学期中和期末试卷

1、（10％）类氢离子的2s 轨道为：

()032220202, Zr a s e Zr r e a a m e ϕ−⎛⎞⎛⎞=−=⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠h 其中

试求径向函数极大值离核的距离，并给出He +2s 轨道的极大值位置。

2、（14％）利用Slater 规则，求Si 原子的第一、二电离能。

3、（15％）写出下列原子的基态光谱项：Si, S, Fe, Ti, Ar 。

4、（20％）a. 写出 O 22-， O 2-， O 2 和 O 2+的电子组态、键长次序和磁学性质；

b. 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 O 2， O 2+ 和 O 2-所产生的，指出哪一个谱带是属于O 2+的，为什么？

5. （10％）以z 轴为键轴，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"。

s ， 2d z d xy ，d xy

d yz ，d yz d yz ，d xz s ，d xy

6. （20％）指出下列分子所属的对称点群，并判断其旋光性和极性（并简要说明理由）。

(1) PF 3 (2)

BF 3 (3) SO 42- (4) 二茂铁 (5) N ≡C −C ≡N 7、（11％）若用二维箱中粒子模型，将并四苯（tetracene C 18H 12）的π电子限制在长900pm 、宽400pm 的长方箱中，计算基态跃迁到第一激发态的波长。

tetracene

基本常数：

m e =9.11 x 10-31 kg; h =6.626 x 10-34 J .S; R = 13.6 eV=1.097 x 105 cm -1；a 0 = 0.53 Å

厦门大学结构化学习题集

结构化学习题集

习题1:

1.1 在黑体辐射中，对一个电热容器加热到不同温度，从一个针孔辐射出不同波长的极大值，试从其推导Planck 常数的数值：

T/℃ 1000 1500 2000 2500 3000 3500 λmax /nm 2181 1600 1240 1035 878 763

1.2 在地球表面，太阳光的强度是1.0×103W/m 2，一个太阳能热水器水箱涂黑面直对阳光。按黑体辐射计算，热平衡时水箱内水温可达几度？（忽略水箱其它表面的热辐射） 1.3 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。 1.4 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV 的动能,试问此时质子速度多大？ 1.5 Al 的电子逸出功是4.2eV ，若用波长200nm 的光照射Al 表面，试求：（1）光电子的最大动能（2）Al 的红限波长

1.6 具有0.2nm 波长的电子和光子，它们的动能和总能量各是多少？ 1.7 计算下列粒子的德布洛意波长 (1) 动能为100eV 的电子; (2) 动能为10eV 的中子; (3) 速度为1000m/s 的氢原子.

1.8 质量0.004kg 子弹以500ms -1速度运动，原子中的电子以1000ms -1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。

1.9 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。 1.10 小球的质量为2mg , 重心位置可准确到2μm, 在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?

厦门大学结构化学习题集答案

附录8 习题选答

习题1

1.2 600nm(红), 3.31×10-19J, 199KJ·mol-1 550nm(黄), 3.61×10-19J, 218KJ·mol-1 400nm(蓝), 4.97×10-19J, 299KJ·mol-1 200nm(紫), 9.93×10-19J, 598KJ·mol-1 1.3 6.51×10-34J·s

1.4 (1)100eV电子 12

2.6pm

(2)10eV中子 9.03pm

(3)1000m/sH原子0.399nm

1.5 子弹~10-35m, 电子~10-6m

1.6 Dx=1.226×10-11m<< 10-6m

1.8 (2),(4) 是线性厄米算符.

1.9 (1) exp(ikx)是本征函数, 本征值ik.

(2), (4)不是.

1.10

1.12 , 本征值为±√B

1.13

1.16 当两算符可对易, 即两物理量可同时测定时,式子成立.

1.18 (1) (2) <x>= l/2, (3) <P x>=0

1.19 0.4l~0.6l间, 基态出现几率0.387,第一激发态出现几率0.049.

1.20 (1) 基态n x=n y=n z=1 非简并

(2) 第一激发态211, 121, 112 三重简并

(3) 第二激发态221, 122, 212 三重简并

1.23 λ=239nm.

习题2

2.1 (1) E0=-1

3.6eV, E1=-3.4eV.

(2) <r>=3a0/2 , <P>=0

2.4 ψ1s波函数在r=a0, 2a0处比值为2.718

厦门大学结构化学答案

5.2 从原子轨道 ??s 和 ??Px 的正交性，证明两个 sp 杂化轨道相互正交。

= √?? ??+ √1- ?? ??

???? ?

2= √1- ??

- √?? ??

?? ????

证明：

h 1h 2

(s 1px )(

(1 ) s 2

) px 2

)

s px d

( )

s px

(1 ) (1 ) 0 0 0

即 h 1 和 h 2 正交 , 证毕。

5.3 写出下列分子或离子中，中心原子所采用的杂化轨道：

分子或离子

几何构型中心原子的杂化轨道

CS 2 直线形 sp NO 2

直线形 sp NO 3- 正三角形 sp 2

CO 3 -

正三角形 sp 2

BF 3 正三角形 sp 2

CBr 4

正四面体 sp 3

+ 正四面体 3

PF 4

sp IF 6

八面体

sp 3d 2

5.6 实验测定水分子的∠ HOH 为 104.5°，试计算 O-H 键与孤对电子杂化轨道中

s 、p 轨道的成分。

解：H 2O 分子中 O 原子取不等性 sp3 杂化，两个 OH 键所涉及的 O 原子杂化轨道

的夹角 θ满足： α+ βcos θ= 0

式中 α、β分别为杂化轨道中 s 、p 轨道所占有的百分数。又有 β=1-α, 故有：

α+ ( 1 - α) cos104.5 =°0

得： α= 0.20，β= 1 - α= 0.80

即每个 O-H 键中 O 2s成分为 0.20，2p 成分为 0.80;

水分子还有两个孤对电子杂化轨道，则每个孤对电子杂化轨道中,

2s 轨道成分为：(1.0-2x0.20)/2= 0.30

2020年厦门大学结构化学习题集精品版

结构化学习题集

习题1:

1.1 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV的动能,试问此时质子速度多大？

1.2 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。

1.3 在黑体辐射中，对一个电热容器加热到不同温度，从一个针孔辐射出不同波长的极大值，试从其推导Planck常数的数值：

T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500

l max/nm 2181 1600 1240 1035 878 763

1.4 计算下列粒子的德布洛意波长

(1) 动能为100eV的电子;

(2) 动能为10eV的中子;

(3) 速度为1000m/s的氢原子.

1.5 质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动，原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。

1.6 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。

1.7 小球的质量为2mg,重心位置可准确到2μm,在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?

1.8 判断下列算符是否是线性\厄米算符：

（2）（3）x1+x2（4）

（1）

1.9 下列函数是否是的本征函数？若是，求其本征值：

（1）exp（ikx）（2）coskx （3）k （4）kx

1.10 氢原子1s态本征函数为（a0为玻尔半径），试求1s 态归一化波函数。

1.11 已知一维谐振子的本征函数为

结构化学课后习题答案

结构化化学课后习题答案

一、化学键与分子结构

1. 选择题

a) 正确答案：D

解析：选择题中，选项D提到了共价键的形成是通过电子的共享，符合共价键的定义。

b) 正确答案：B

解析：选择题中，选项B提到了离子键的形成是通过电子的转移，符合离子键的定义。

c) 正确答案：C

解析：选择题中，选项C提到了金属键的形成是通过金属原子之间的电子云重叠，符合金属键的定义。

d) 正确答案：A

解析：选择题中，选项A提到了氢键的形成是通过氢原子与高电负性原子之间的吸引力，符合氢键的定义。

2. 填空题

a) 正确答案：共价键

解析：填空题中，根据问题描述，两个非金属原子之间的键称为共价键。

b) 正确答案：离子键

解析：填空题中，根据问题描述，一个金属原子将电子转移到一个非金属原子上形成的键称为离子键。

c) 正确答案：金属键

解析：填空题中，根据问题描述，金属原子之间的电子云重叠形成的键称为金

属键。

d) 正确答案：氢键

解析：填空题中，根据问题描述，氢原子与高电负性原子之间的吸引力形成的

键称为氢键。

二、有机化学

1. 选择题

a) 正确答案：C

解析：选择题中，选项C提到了烷烃是由碳和氢组成的，符合烷烃的定义。

b) 正确答案：D

解析：选择题中，选项D提到了烯烃是由含有一个或多个双键的碳原子组成的，符合烯烃的定义。

c) 正确答案：B

解析：选择题中，选项B提到了炔烃是由含有一个或多个三键的碳原子组成的，符合炔烃的定义。

d) 正确答案：A

解析：选择题中，选项A提到了芳香烃是由芳香环结构组成的，符合芳香烃的

定义。

2. 填空题

有机化学习题与答案（厦门大学）汇总

有机化学习题与答案（厦门大学）

第一章绪论习题

一、根据下列电负性数据：

判断下列键中哪个极性最强？为什么？

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二、(a) F2、HF、BrCl、CH4、CHCl3、CH3OH诸分子中哪些具有极性键？

(b) 哪些是极性分子？答案 <请点击>

三、下列各化合物有无偶极矩？指出其方向。

答案 <请点击>

四、根据O和S的电负性差别，H2O和H2S相比，哪个的偶极－偶极吸引力较强，哪个的氢键较强？答案 <请点击>

五、写出下列化合物的路易斯电子式。

答案 <请点击>

六、把下列化合物由键线式改写成结构简式。

七、下面记录了化合物的元素定量分析和相对分子质量测定的结果，请计算它们的化学式。

(1) C：65.35%，H：5.60%，相对分子质量 110

(2) C：70.40%，H：4.21%，相对分子质量 188

(3) C：62.60%，H：11.30%，N：12.17％，相对分子质量 230

(4) C：54.96%，H：9.93%，N：10.68％，相对分子质量 131

(5) C：56.05%，H：3.89%，Cl：27.44％，相对分子质量 128.5

(6) C：45.06%，H：8.47%，N：13.16％，Cl：33.35％，相对分子质量 106.5 答案 <请点击>

八、写出下列化学式的所有的构造异构式。

答案 <请点击>

第一章绪论习题(1)

1、什么是烃、饱和烃和不饱和烃？点击这里看结果

结构化学章节习题（含答案）

第⼀章量⼦⼒学基础

⼀、单选题： 1、

32/sin

x l l

π为⼀维势箱的状态其能量是：（ a ） 2222

9164:

; :; :; :8888h h h h

A B C D ml ml ml ml 2、Ψ321的节⾯有（ b ）个，其中（ b ）个球⾯。 A 、3 B 、2 C 、1 D 、0

3、⽴⽅箱中2

46m l

h E ≤的能量范围内,能级数和状态数为( b ). A.5,20 B.6,6 C.5,11 D.6,17

4、下列函数是算符d /dx

的本征函数的是：（ a ）；本征值为：（ h ）。

A 、e 2x

B 、cosX

C 、loge x

D 、sinx 3

E 、3

F 、-1

G 、1

H 、2 5、下列算符为线性算符的是：（ c ）

A 、sine x

B 、

C 、d 2/dx 2

D 、cos2x

6、已知⼀维谐振⼦的势能表达式为V = kx 2/2，则该体系的定态薛定谔⽅程应当为（ c ）。

A [-m 22 2?+21kx 2]Ψ= E Ψ

B [m 22 2?- 21kx 2

]Ψ= E Ψ C [-m 22 2

2dx d +21kx 2]Ψ= E Ψ D [-m 22 -21kx 2

]Ψ= E Ψ 7、下列函数中，22dx d ,dx

的共同本征函数是（ bc ）。

A cos kx

B e –kx

C e –ikx

D e –kx2 8、粒⼦处于定态意味着:（ c ）

A 、粒⼦处于概率最⼤的状态

B 、粒⼦处于势能为0的状态

C 、粒⼦的⼒学量平均值及概率密度分布都与时间⽆关系的状态.

厦门大学结构化学第1章答案

h h h p mv 2mT
me 9.11 1031 kg
⑴
mp 1.673 1027 kg mH 1.674 1027 kg
h 6.626 1034 0.1226nm 122.6 pm 2mT 2 9.11 1031 100 1.602 1019 h 6.626 1034 0.00905nm 9.05 pm 2mT 2 1.673 1027 10 1.602 1019
2184 1273.15 1600 1773.15 1240 2273.15 1035 2773.15 878 3273.15 763 3773.15
又
C0
10
9
2.8432 10 3 m K
6
23 1
且 k 1.381 10 J K

( A)2 A2 A A2 d ( A d )2
2
证明：
( A)2 ( A A )2 ( A A )( A A ) ( A2 A A A A A ) A2 2 A A A
a b a b
2
2
2
a, a b, b a b
2
Z a ib
ii. 证明：
则： Z a ib

结构化学练习（4-7章）

第四章练习

(1)I3和I6不是独立的对称元素，因为I3= ,I6= 。

(2)下列等式成立的是

A S3=C3+

B S3=C6+σh

C S3=C3+i

D S3=C6+i

(3)如果图形中有对称元素S6，那么该图形中必然包含

A C6, σh

B C3,

C C3,i

D C6,i

(4)下列说法错误的是

A 分子中有S n轴，则此分子必然同时存在C n轴和σh。

B 反映面σd一定也是反映面。

C I4是个独立的对称元素。

D 分子既有C n轴又有垂直于C n轴的σh，此分子必有Sn轴。

(5)对称元素C2与σh组合得到，C n轴与垂直于它的C2轴组合可得到。

(6)写出如下点群所具有的全部对称元素及其对称操作:(1)C2h (2)D3 (3)C3i

(7)已知配合物MA2B4的中心原子M是d2sp3杂化，该分子中有多少种构造异构体，这些异构体各属于什么点群。

(8)下列说法正确的是

A 凡是八面体配合物一定属于Oh点群

B 异核双原子分子一定没有对称中心

C 凡是四面体构型分子一定属于Td点群

D 在分子点群中，对称性最低的是C1，对称性最高的是Oh

(9)下列分子具有偶极矩，而不属于C nv群的是

A H2O2

B NH3

C CH2Cl2

D H2C=CH2

(10)下列各组分子中有极性，但无旋光性的是(1)N3- (2)I3- (3)O3

A (1),(2)

B (2),(3)

C (1),(2),(3)

D (3)

(11)下列具有相同阶的分子是(1)B2H6 (2)BrCl5 (3)SiF4

A (1),(2)