浙大结构化学复习资料
结构化学复习题及答案
结构化学复习题及答案一、选择题1. 原子轨道的波函数是关于原子核对称的，下列哪个轨道是关于z轴对称的？A. s轨道B. p轨道C. d轨道D. f轨道答案：A2. 根据分子轨道理论，下列哪个分子具有顺磁性？A. O2B. N2C. COD. NO答案：A3. 氢键通常影响分子的哪种性质？A. 熔点B. 沸点C. 密度D. 折射率答案：B二、填空题4. 原子轨道的电子云图是按照______概率密度绘制的。
答案：最高5. 根据价层电子对互斥理论，水分子H2O的几何构型是______。
答案：弯曲6. 一个分子的偶极矩为零，则该分子可能是______分子。
答案：非极性三、简答题7. 简述杂化轨道理论中sp^3杂化的特点。
答案：sp^3杂化是指一个原子的1个s轨道和3个p轨道混合形成4个等价的杂化轨道，这些杂化轨道的电子云呈四面体分布，通常用于描述四面体构型的分子，如甲烷。
8. 什么是分子轨道理论？它与价键理论的主要区别是什么？答案：分子轨道理论是一种化学理论，它将分子中的原子轨道组合成分子轨道来描述分子的电子结构。
与价键理论不同，分子轨道理论不假设电子成对形成共价键，而是将电子视为分布在整个分子空间中的分子轨道上的粒子。
分子轨道理论可以解释分子的磁性和电子的离域性，而价键理论则不能。
四、计算题9. 假设一个氢原子的电子从n=3的能级跃迁到n=2的能级，计算该过程中释放的光子能量。
答案：根据氢原子能级公式E_n = -13.6 eV / n^2，电子从n=3跃迁到n=2时释放的光子能量为ΔE = E_3 - E_2 = -13.6 eV / 3^2 - (-13.6 eV / 2^2) = 1.89 eV。
10. 计算一个CO分子的键能，已知C和O的电负性分别为2.55和3.44，CO的键长为1.128 Å。
答案：根据键能公式E = (χ1 - χ2)^2 / (4 * χ1 * χ2) * (1 - r / r0)^2，其中χ1和χ2分别是C和O的电负性，r是CO的键长，r0是C和O单键的标准键长1.43 Å。
结构化学复习提纲(精心整理)
结构化学复习提纲第一章量子力学基础了解量子力学的产生背景−黑体辐射、光电效应、玻尔氢原子理论与德布罗意物质波假设以及海森堡测不准原理，掌握微观粒子的运动规律、量子力学的基本假设与一维势阱中粒子的Schrödinger方程及其解。
重点：微观粒子的运动特征和量子力学的基本假设。
一维势阱中粒子的Schrödinger方程及其解。
1. 微观粒子的运动特征a. 波粒二象性：能量动量与物质波波长频率的关系ε = hνp = h/λb. 物质波的几率解释：空间任何一点物质波的强度(即振幅绝对值的平方)正比于粒子在该点出现的几率．c. 量子化（quantization）：微观粒子的某些物理量不能任意连续取值, 只能取分离值。
如能量,角动量等。
d. 定态：微观粒子有确定能量的状态玻尔频率规则：微观粒子在两个定态之间跃迁时，吸收或发射光子的频率正比于两个定态之间的能量差。
即e. 测不准原理: 不可能同时精确地测定一个粒子的坐标和动量(速度)．坐标测定越精确(∆x =0)，动量测定就越不精确(∆px = ∞)，反之动量测定越精确(∆px =0)，坐标测定就越不精确 (∆x = ∞)f. 微观粒子与宏观物体的区别: (1). 宏观物体的物理量连续取值；微观粒子的物理可观测量如能量等取分离值，是量子化的。
(2). 微观粒子具有波粒二象性，宏观物体的波性可忽略。
(3). 微观粒子适用测不准原理，宏观物体不必。
(4). 宏观物体的坐标和动量可以同时精确测量，因此有确定的运动轨迹，其运动状态用坐标与动量描述；微观粒子的坐标和动量不能同时精确地测量，其运动没有确定的轨迹，运动状态用波函数描述。
(5). 宏观物体遵循经典力学；微观粒子遵循量子力学。
(6). 宏观物体可以区分；等同的微观粒子不可区分。
2. 微观粒子运动状态的描述a. 品优波函数的三个要求: 单值连续平方可积波函数exp(i mθ) m的取值？b. 将波函数归一化θ = 0~2πc. 波函数的物理意义ψ|(x, y, z, t)|2d x d y d z表示在t时刻在空间小体积元(x~x+d x, y~y+d y, z~z+d z)中找到粒子的几率d. 波函数的单位*3. 物理量与厄米算符每个物理可观测量都可以用一个厄米算符表示a. 线性算符与厄米算符b. 证明id/dx是厄米算符*c. 写出坐标，动量，能量，动能，势能与角动量的算符d. 写出一个N电子原子，或N电子M核的分子的哈密顿算符电子体系的哈密顿算符(在国际单位或原子单位下)。
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第一章：原子结构1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。
当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。
2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。
3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。
4. 19∼36号元素符号是：它们的核外电子排布是：5. 元素周期表分，，，，五大区。
同周期元素原子半径从左到右逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。
6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。
7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П键，电子式为。
根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。
2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。
其次是看键长，键长越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。
键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。
3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化；乙炔分子为杂化。
其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。
4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减；出现点五，四舍五入。
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第一章：原子结构1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。
当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。
2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。
3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。
4. 19∼36号元素符号是：它们的核外电子排布是：5. 元素周期表分，，，，五大区。
同周期元素原子半径从左到右逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。
6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。
7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П键，电子式为。
根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。
2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。
其次是看键长，键长越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。
键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。
3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化；乙炔分子为杂化。
其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。
4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减；出现点五，四舍五入。
浙大结构化学复习资料
在某一方向出现对称轴，表示对称轴与此方向平行；某方向出 现对称面，则对称面与此方向垂直。
晶系 ❖立方
六方 四方 三方 正交 ❖单斜 三斜
国际记号中三个位的方向
a a+b+c a+b
c
a
2a + b
c
a
a+b
c
a
a
b
c
b
a
2）晶体内部结构的微观对称性 晶体的微观对称性就是晶体内部点阵结构的对称性，这些微观对称性可以用
二、结构基元 定义：
在点阵结构中每个点阵点所包含的具体内容，称为结构基元。 具体内容：
原子或分子的种类、数量及其在空间按一定方式排列的结构 单元
晶体结构 = 点阵 + 结构基元
一、晶体的宏观称性和分子或有限图形的对称性 操作：旋转、反映、倒反、旋转倒反 对称元素：旋转轴、镜面、对称中心、反轴
具有点动作的特点 晶体的32点群
0
1
1 0 0
xy 0 1 0
0 0 -1
-1 0 0 i 0 -1 0
0 0 -1
表示矩阵
C31
1 2
3 2
3 2
1 2
0 0，C32
1 2
3
2
3 2
1 2
0 0
0
0 1
0 0 1
1 0 0
1
0
1 0
0 0 1
1
2
2
3 2
3 2
1 2
晶体的点阵结构与晶体的性质
晶体的化学组成与其内部结构的关系， 晶体结构与晶体性质的关系
晶体对称性
原子、分子、离子等微粒在空间有规则的排列即按点阵排布的物质称为晶体。
结构化学复习提纲
五、典型晶体（NaCl、CsCl、立方ZnS、六方ZnS、金刚石、CaF2）的 晶胞、点阵型式、分数坐标、结构基元 六、A1、A3的密置层堆积次序，抽出晶胞类型，球数目与空隙类型数目 比例关系 七、A1、A3、A2、A4的晶胞类型，空间利用率，金属原子半径、理论密度 八、正负离子半径比与正负离子配位数 九、二元离子晶体的六种典型结构型式（NaCl型、CsCl型、立方ZnS型、六方 ZnS型、金红石型、CaF2型），离子堆积应光谱类型，转动、振动光
谱及其应用。
第四章 分子对称性
一、 分子点群的概念 二、能够确定分子所属的点群，进而判断分子有无旋光性或偶极矩
第五、六、七章 晶体结构
一、晶胞两要素 二、晶胞结构的对称性，几个数字，为何不能得到更多的格子？ 三、晶面指标化
四、晶体的X射线衍射，两要素、和晶胞的对应关系；Laue方程和Bragg方
(2) 原子轨道、其图像、角度分布、径向分布。以及径向
波函数与径向分布函数。
(3)多电子原子体系的薛定谔方程及求解与电子状态
slater行列式。
(4) 多电子原子的角动量S、L、J；等价/不等价电子组态
的光谱项。
第三章
(1) H2+的薛定谔方程的确立以及变分法求解该方程的思想、
原理。
(2) 分子轨道理论的基本要点：轨道类型、电子填充、轨道
第一章
(1) 实物粒子的波粒二象性、不确定原理 (2)量子力学的6个公设。线性、厄米算符的概念，本征
值、本征函数和本征方程的含义及应用、求平均值
(3)薛定谔方程描述实物粒子的运动状态。 (4)一维势箱中粒子的薛定谔方程及其解。
第二章
(1) 单电子原子体系的Schrödinger方程及其解（实数解
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总关键信息项：1、原子结构原子轨道电子排布原子光谱2、分子结构化学键类型分子几何构型分子的极性3、晶体结构晶体类型晶格结构晶体的性质11 原子结构111 原子轨道原子轨道是描述原子中电子运动状态的数学函数。
主要包括s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。
s 轨道呈球形对称，p 轨道呈哑铃形，d 轨道和 f 轨道形状更为复杂。
112 电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
电子按照一定的顺序填充在不同的原子轨道上，形成原子的电子构型。
113 原子光谱原子在不同能级间跃迁时吸收或发射的光子所形成的光谱。
包括发射光谱和吸收光谱，可用于分析原子的结构和成分。
12 分子结构121 化学键类型共价键：通过共用电子对形成，分为σ键和π键。
离子键：由正负离子之间的静电引力形成。
金属键：存在于金属晶体中，由自由电子和金属离子之间的相互作用形成。
氢键：一种特殊的分子间作用力，比一般的范德华力强。
122 分子几何构型通过价层电子对互斥理论（VSEPR）和杂化轨道理论来解释和预测。
常见的分子构型有直线型、平面三角形、四面体型、三角双锥型和八面体型等。
123 分子的极性取决于分子中正负电荷中心是否重合。
极性分子具有偶极矩，非极性分子则没有。
13 晶体结构131 晶体类型离子晶体：由离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度。
原子晶体：通过共价键形成，硬度大、熔点高。
分子晶体：分子间以范德华力或氢键结合，熔点和硬度较低。
金属晶体：由金属键维系，具有良好的导电性和导热性。
132 晶格结构晶体中原子、离子或分子的排列方式。
常见的晶格有简单立方、体心立方、面心立方等。
133 晶体的性质各向异性：晶体在不同方向上的物理性质不同。
自范性：能够自发地呈现出多面体外形。
固定的熔点：在一定压力下，晶体具有固定的熔点。
21 量子力学基础211 薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程，通过求解该方程可以得到粒子的能量和波函数。
结构化学复习题及复习资料
结构化学复习题及复习资料⼀、填空题（每空1 分，共 30分）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)1. 导致"量⼦"概念引⼊的三个著名实验分别是⿊体辐射___, ____光电效应____ 和___氢原⼦光谱_______.2. 测不准关系_____?x ? ?p x ≥ ________________。
3. 氢原⼦光谱实验中，波尔提出原⼦存在于具有确定能量的（稳定状态（定态）），此时原⼦不辐射能量，从（⼀个定态（E 1））向（另⼀个定态（E 2））跃迁才发射或吸收能量；光电效应实验中⼊射光的频率越⼤，则（能量）越⼤。
4. 按照晶体内部结构的周期性，划分出⼀个个⼤⼩和形状完全⼀样的平⾏六⾯体，以代表晶体结构的基本重复单位，叫晶胞。
程中，a 称为⼒学量算符A的本征值。
5. ⽅6. 如果某⼀微观体系有多种可能状态，则由它们线性组合所得的状态也是体系的可能状态，这叫做态叠加原理。
7. 将多电⼦原⼦中的其它所有电⼦对某⼀个电⼦的排斥作⽤看成是球对称的，是只与径向有关的⼒场，这就是中⼼⼒场近似。
8. 原⼦单位中，长度的单位是⼀个Bohr 半径，质量的单位是⼀个电⼦的静⽌质量，⽽能量的单位为 27.2 eV 。
9. He +离⼦的薛定谔⽅程为____ψψπεπE r e h =-?-)42µ8(02222______ ___。
10. 钠的电⼦组态为1s 22s 22p 63s 1，写出光谱项__2S____，光谱⽀项____2S 0______。
结构化学复习提纲
结构化学复习提纲一. 微观离子的运动特征1. 光与微观粒子都有波粒二象性。
联系波动性与粒子性的两个公式是什么？2. Born提出了物质波的统计解释或几率解释。
试叙述之。
3. 写出坐标和动量满足的测不准关系，并叙述其物理意义。
4. 试叙述宏观物体与微观粒子的区别。
答：(1). 微观粒子具有波粒二象性，经典客体的波性可忽略。
(2). 微观粒子适用测不准原理，经典客体不必。
(3). 宏观物体的坐标和动量可以同时精确测量，因此有确定的运动轨迹，其运动状态用坐标与动量描述；微观粒子的坐标和动量不能同时精确地测量，其运动没有确定的轨迹，运动状态用波函数描述。
(4). 宏观物体遵循经典力学；微观粒子遵循量子力学。
(5). 宏观物体可以区分；等同的微观粒子不可区分。
(6). 宏观物体的物理量连续取值；微观粒子的物理可观测量如能量等取分离值，是量子化的。
二. 量子力学基本假设1. 微观粒子运动状态用波函数描述。
品优波函数要满足什么条件？2. 叙述波函数的物理意义。
3. 在量子力学中，力学量用什么表示？什么是线性算符？什么是自轭算符？写出坐标, 动量和能量的算符。
4. 叙述自轭算符的性质。
即本征值与本征函数的性质5．物理量的平均值的计算公式。
6. Pauli原理三. 一维无限深势井中的粒子1. 能量本征值公式，定态波函数公式及其性质。
2. 用此模型研究丁二烯等π共轭体系。
四. 氢原子1. 氢原子的能级公式以及氢原子光谱的计算。
2. 氢原子的量子数n, l, m的物理意义。
3. 氢原子波函数ψnlm是那些物理量的本征函数？本征值分别是多少？4. 氢原子波函数的径向分布函数D nl，径向分布图及其意义。
5. 氢原子波函数的原子轨道等值线图，特别是s, 2p, 3d原子轨道轮廓图。
五. 多电子原子1. 多电子原子的基态电子排布，给定电子组态的全反对称波函数即Slater行列式。
2. 相对论效应对元素周期性质的影响：6s电子稳定效应3. 原子光谱（不作要求了）(1). 电子组态：给定电子组态所包含的量子态数(2). 光谱项：给定电子组态的光谱项的推求，如s1, p1, p2, s1p1等。
结构化学期末复习参考资料
H 3C N-CH-CH-CH-N H 3C
CH 3
CH 3
11. 写出下列体系的 Schrö dinger 方程（使用原子单位） ①He+离子； ②He 原子； ③ H2 分子
12. 分别是 A、B 两个原子的两个原子轨道，能量相近且对称性匹配，相应的轨 道能分别为 E1 和 E2，且 E1 < E2，经变分处理得到双原子分子的两个分子轨 道及相应的分子轨道能如下：
8. 氢原子中，函数 Ψ=C1Ψ210+ C2Ψ311+ C3Ψ31-1(其中 Ψ，Ψ311，Ψ31-1 都已归一化) 所描述的状态中，①其能量平均值是多少 R(R=13.6 eV)？②能量为-R/4 出现 的几率是多少？③角动量的均方根值是多少 ? ④角动量值为 2 出现的几 率是多少？⑤角动量 z 分量的平均值是多少 ？⑥角动量 z 分量的值为 2 出 现的几率是多少？
19、用 积分作能量单位（令 x=( - E)/ ）写出下列分子骨架的久期行列式:
20、根据 Hü cke 久期行列式，画出相应的共轭体系的分子骨架：
21、利用休克尔分子轨道法求烯丙基（CH2=CH-CH2· ）的：①π 分子轨道能级（以 和 表 示）；②π 分子轨道波函数；③离域能；④画出分子图（标出电荷密度、键能、自由价）。 22、用前线轨道理论解释：
E. 2 sin d 1
0
5. 氢原子波函数分别为：A.Ψ2p+1+Ψ2p-1 B. Ψ2p+1+Ψ3p+1+Ψ4p+1 C.Ψ2s+Ψ2pz ①其中哪些函数是氢原子哈密顿算符的本征函数？ ②哪些函数是氢原子角动量平方算符的本征函数？
结构化学复习-资料
②会解F方程，了解主量子n，角量子数l，磁量子数m的物理
含义及取值范围；单电子原子的能级公式。 ③屏蔽常数的计算，电离能的计算； ④掌握角动量耦合规则，会推求原子光谱项，会推求基谱项。
第二章 原子的结构和性质
2.1 单电子原子的Schrödinger 方程及其解
ns态 D(r)4r2n2s
径向分布图的讨论
0.6
0.3
☆1s态：核附近D为0；r＝a0时，D极大。表
0 0.24
明在r＝a0附近，厚度为dr的球壳夹层内找
0.16 0.08
到电子的几率要比任何其它地方同样厚度 0
的球壳夹层内找到电子的几率大。
0.24 0.16
0.08
D1,0(r)4r2 1s24(aZ0)3r2e2aZ 0r
的轨道在核附近有较大的几率。可以证
0
0.12
明，核附近几率对降低能量的贡献显著。 0.08
Pb2+ 比 Pb4+, Bi3+ 比 Bi5+的稳定的原因
0.04 0
就是6s电子比6p电子钻得更深可以更好
0.12 0.08
的避免其它电子的屏蔽效应， 6s电子不 0.04
易电离，只电离6p电子。
0 0
1s 2s 2p 3s 3p 3d
径向分布图的讨论
0.6
0.3
0
☆每一n和l确定的状态，有n－l个
0.24 0.16
极大值和n－l－1个D值为0的点。
0.08 0
0.24
Dn.l (r) r2R2n.l (r)
0.16 0.08
2zr
r2(blrl bl1rl1 bn1rn1)2e na0
结构化学教学资料结构化学复习提纲以及作业
结构化学复习提纲第一章：量子力学基础一、微观粒子的运动特征1、光与微观粒子都具有波粒二象性。
联系波动性和粒子性的两个公式及其应用。
2、物质波的统计解释。
3、不确定原理。
坐标和动量的不确定关系、物理意义及其应用。
4、宏观物体和微观粒子运动特征的区别。
二、量子力学基本假设1、波函数合格波函数的条件波函数的物理意义2、物理量和线性自厄算符如何判断线性算符、厄米算符？坐标、动量、能量算符的形式。
3、本征方程、本征函数、本征值确定本征函数和本征值；书写不同体系的薛定谔方程（单电子、多电子、双原子分子、多原子分子体系）4、态叠加原理及物理量的平均值计算物理量平均值5 pauli原理三、势箱中的粒子1、一维势箱中粒子的波函数、能级及其性质2、丁二烯和染料的π共轭体系3、三维势箱中粒子的能级及简并度第二章：原子结构与性质一、氢原子1、氢原子的波函数ψnlm2、氢原子的量子数及其物理意义n,l,m,s,m s,j,m j3、氢原子波函数的径向分布图和角度分布图特征及节面个数二、多电子原子1、自洽场方法和中心力场法处理多电子原子的基本思想以及异同2、电离能、电子结合能、原子轨道能的物理意义及相互关系；3、Slater屏蔽常数法计算原子轨道能4、多电子原子的基态电子排布三、原子光谱1、原子的量子数L m L S m S J m J 的物理意义2、光谱项和光谱支项的推求要求：单电子原子非等价多电子原子3、组态的能级分裂电子相互作用——光谱项——自旋-轨道相互作用——光谱支项——磁场中——分裂为微观能态4、谱项能级高低的判断，以及基谱项的推求要求：单电子原子非等价多电子原子、等价多电子原子第三章：分子对称性1、分子的对称操作与对称元素2、群的定义3、分子点群4、分子对称性与偶极矩、旋光性的关系给定分子判断分子点群以及是否具有偶极矩和旋光性第四章：双原子分子结构与性质1、H2+的分子轨道：成键与反键轨道特征，共价键的本质2、分子轨道理论分子轨道理论要点；成键、反键、非键分子轨道的概念及性质；σ，π，δ成键与反键轨道的特点和形状；3、简单双原子分子轨道、能级顺序以及基态电子组态（同核、同核s-p混杂、异核）第五章：多原子分子结构与性质1、价层电子对互斥理论2、杂化轨道理论：常见的杂化轨道将杂化轨道理论与价层电子对互斥理论结合判断分子的几何构型与中心原子的杂化3、HMO理论HMO理论要点；分子轨道、能级、离域能、电荷密度、键级、自由价、分子图、反应活性；4、离域 键和共轭效应表示方法；酸碱性、化学反应的判断5、前线轨道理论判断反应条件和过程6、分子轨道对称守恒（了解）第六章：结构分析基础1、分子光谱分子内部运动方式与分子光谱之间的关系2、光电子能谱紫外光电子能谱、X射线光电子能谱与分子轨道性质间的关系3、磁共振1H-NMR给出的信息：峰的组数、化学位移、峰分裂数、峰面积作业11、 用透射电子显微镜摄取某化合物的选区电子衍射图，加速电压为200kV ，计算电子加速后运动时的波长。
结构化学复习
2
二、量子力学基础、原子结构
2.1 量子力学基础
1. 波函数意义：如|(x,y,z,t)|2d；|(x,y,z,t)|2；|(x1,y1,z1,x2,y2,z2)|2； 2. Schrödinger 方程：各种体系 Schrödinger 方程的写法，(要求会使用原子单位 a.u.) 如：氢原子、类氢离子、He、H2+、H2、 一维势箱等 如何写？ 动能项，势能项 3. 波函数合格解的条件 4. 量子力学算符，算符的本征方程、本征值及本征函数
习题：3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.12 3.14 4.6 4.8 6.3 和实习 1
4
四、晶体结构
模型实习内容为重点
4.1 晶体学基础
1. 晶体的对称性： 宏观外型—点群—晶系(特征对称元素)，国际符号与熊夫利记号的对应关系 微观—边角关系 2. 点阵/点阵结构 掌握由等同点抽象点阵的方法，正确确定结构基元； 分数坐标，晶胞参数，晶面指标，
结构化学复习
一、大纲及考试范围
1．量子力学基础 1-1 微观粒子的运动特征 1-2 量子力学基本假设 波函数和微观粒子的状态 力学量和算符 本征态、本征值和薛定格方程 ．．．．．．．．．．．．． **** 态叠加原理 泡利原理 1-3 势箱中运动的粒子 ．．．．．．．． *** 势箱中运动的粒子(一、二、三维) 2．原子的结构和性质 2-1 氢原子及类氢离子的 Schrödinger 方程及其解 2-2 量子数的物理意义 ．．．．．．．． *** 2-3 波函数及电子云图形 ．．．．．．．．． *** 径向部分图形 径向波函数 Rn,l(r)~r 径向密度函数 R2n,l(r)~r 径向分布函数 r2R2n,l(r)~r 角度部分图形 波函数的角度部分图：Y~ 电子云的角度分布图：Y2~ 空间分布图 电子云分布图：电子云黑点图 2-4 多电子原子结构 2-5 原子光谱项 (包括光谱基项 ) **** ．．．．． ． ．．．．．． ． 3．分子结构 3-1 氢分子离子结构 3-2 分子轨道理论 3-3 双原子分子结构 ．．．．．．． *** 3-4 共轭体系和休克尔分子轨道理论 **** ．．．．．．．．．．．．．．
结构化学复习要点
物质结构复习要点
1、1—36号元素符号、电子排布式、轨道表示式（能量最低原理、泡利不相溶、洪特规则及特例）。
2、电离能、电负性的变化规律及应用。
金属性、非金属性强弱的判断依据。
3、判断NaOH、HCl、Na2O2、NH4Cl、[Cu(NH3)4]2+、AlCl3等常见物质的化学键类型（σ键、π 键、极性键、非极性键、配位键等），以及这些物质熔化或溶于水破坏的化学键类型。
4、掌握CH4、C2H4、C2H2、苯、NH3、H2O、BeCl2、BF3、HCHO、CO2等中心原子杂化类型、分子空间构型以及化学键的成键特点（即s-p、s-sp1、s-sp2、s-sp3、sp1-sp1、sp2-sp2等形成的σ键或p-p形成的π 键）。
5、配位键、配合物的形成特点及性质（特别注意：配离子是原子团，在水溶液中不电离）。
6、了解分子间的作用力、范德华力、氢键的存在，能解释一些现象（熔沸点、溶解性、水与冰的密度等）。
7、判断CO2、SiO2、Si、SiC、NaCl、MgO、AlCl3、NH4Cl、I2、金刚石、强酸、强碱等常见物质的晶体类型及结构特点。
8、掌握四种晶体类型构成微粒、形成作用力、结构模型特点及典型例子。
9、能用均摊法计算晶胞中的微粒数。
10、能比较不同晶体类型和相同晶体类型的熔、沸点。
结构化学知识点汇总
第一章：原子结构1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。
当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。
2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。
3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。
4. 19∼36号元素符号是：它们的核外电子排布是：5. 元素周期表分，，，，五大区。
同周期元素原子半径从左到右逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。
6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。
7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П键，电子式为。
根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。
2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。
其次是看键长，键长越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。
键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。
3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化；乙炔分子为杂化。
其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。
4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减；出现点五，四舍五入。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总结构化学是一门研究原子、分子和晶体结构以及结构与性能之间关系的学科。
它是化学领域的重要基础，对于理解化学反应、物质的性质和材料科学等方面具有关键作用。
以下是对结构化学一些重要知识点的汇总。
一、原子结构原子由原子核和核外电子组成。
原子核包含质子和中子，质子数决定了原子的元素种类。
电子在原子核外的分布遵循一定的规律。
玻尔模型提出了电子在特定轨道上运动，但其存在局限性。
量子力学的发展给出了更精确的描述，电子的运动状态用波函数来表示。
电子具有四个量子数：主量子数（n）决定电子所在的能层；角量子数（l）决定电子亚层；磁量子数（m）决定电子在亚层中的轨道取向；自旋量子数（ms）表示电子的自旋方向。
原子轨道是电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述。
s 轨道呈球形，p 轨道呈哑铃形。
电子填充原子轨道遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。
二、分子结构分子的化学键包括共价键、离子键和金属键。
共价键的形成是原子间通过共用电子对达到稳定结构。
价键理论认为共价键的形成是原子轨道重叠的结果。
杂化轨道理论解释了分子的空间构型，如 sp、sp2、sp3 杂化等。
价层电子对互斥理论可以预测分子的几何构型。
分子的极性取决于分子的正负电荷中心是否重合。
分子间作用力包括范德华力和氢键。
范德华力包括取向力、诱导力和色散力，它们对物质的物理性质有重要影响。
氢键的存在会使物质的熔点、沸点升高。
三、晶体结构晶体具有规则的几何外形和固定的熔点。
晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
离子晶体由阴阳离子通过离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度。
原子晶体中原子通过共价键形成空间网状结构，如金刚石。
分子晶体中分子间通过范德华力或氢键结合，熔点和硬度较低。
金属晶体由金属阳离子和自由电子通过金属键结合，具有良好的导电性和导热性。
晶体的空间点阵结构用晶胞来描述，通过晶胞参数可以计算晶体的密度等性质。
四、化学键的性质键能是指断开化学键所需的能量，键能越大，化学键越稳定。
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晶胞包括2个要素：晶胞的大小与型式，晶胞的内容。
晶胞的型状是指三个基本向量的方向以及向量之间的夹角 晶胞的型式是指晶胞是素晶胞还是复晶胞。
晶胞的内容 晶胞的内容是指晶胞中原子、分子、离子的种类，
数目以及它们各自的坐标（分数坐标）。
三、晶体面指标与晶面距离 1、晶面指标
晶面指标的取法是在晶轴系的基础给予不同方向的晶面以不同的指标。
1 0 2 3 2 0，C3 2 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 2 3 3 2 0
23 1 2 0 0 0 1
3 2 1 2
0 0 1
0
0
0 0 1
5、反轴
n 与旋转倒反In
m Sn
I i C
m n m
m n
6、象转轴Sn与旋转反映
m m m Sn h Cn
只有I4 和S4是独立的对称元素
有限图形中的对称元素系—点群
点群满足下面的四个条件
封闭性
缔合性 有单位元素 有逆元素
群的阶 群中元素的数目称为群的阶
在某一方向出现对称轴，表示对称轴与此方向平行；某方向出 现对称面，则对称面与此方向垂直。
晶系 立方 六方
国际记号中三个位的方向 a c a+b+c a a+b 2a + b
四方
三方 正交 单斜 三斜
c
c a b a
a
a b
a+b
c
2）晶体内部结构的微观对称性
晶体的微观对称性就是晶体内部点阵结构的对称性，这些微观对称性可以用 晶体的微观对称元素来描述。
具有点动作的特点
晶体的32点群
有限图形所具有的对称元素及相应的对称操作。 1、恒等元素E与恒等操作
2、对称轴（旋转轴）Cn或
n 与旋转
2 0 n
3、对称面（镜面）m或σ与反映
v , h , d
xy
0 0 1
4、对称中心i与反演（倒反）I 表示矩阵：
平移 m/n 个单位矢量
将由旋转与平移所组成的复合对称操作，称为螺旋旋 转，相应的对称元素称为螺旋轴，用nm表示。
旋转 2/n
平移 m/n 个单位矢量
如：21, 31, 43
1 a 2
a
（4）滑移反映——滑移面。
滑移：
1 2
a
1 2
b
1 4
1 2
c1Leabharlann 2(a b)n1 2
(a c)
n
1 2
2 2 x 2 2 y 2
2 n n h nz E Ex E y Ez ( 2) 8m a b c
o 随着三维势场边长a，b，c的增大，同一组nx，ny，nz值的能 量逐渐下降，并相邻两能级的能级差也逐渐缩小。 o 当a，b，c增大到宏观量时，电子的能量大大下降，从而产
在晶轴系的基础就是将晶轴作为坐标系，也就是选取晶胞的三个基本向
量的方向作为坐标轴， 取基本向量的长度a，b，c作为单位长度，
某一个晶面在坐标轴上所截的长度为ra，sb，tc，称为截长
将r，s，t称为晶面在三个晶轴上的截数，
1 1 1 称为晶面在三个晶轴上的倒易截数。 , , r s t
定势场的作用可以在整晶体内自由运动，但不能越出晶体表面。
相当于把金属中的电子看作在三维势箱中运动的电子，其薛
定鄂方程和能量公式为：
2 2 2 2mE 2 2 2 0 2 x y z
x y z
n yx nxx 8 nzx sin sin sin abc a b c
二、结构基元 定义： 在点阵结构中每个点阵点所包含的具体内容，称为结构基元。 具体内容： 原子或分子的种类、数量及其在空间按一定方式排列的结构 单元 晶体结构 = 点阵 + 结构基元
一、晶体的宏观称性和分子或有限图形的对称性 操作：旋转、反映、倒反、旋转倒反 对称元素：旋转轴、镜面、对称中心、反轴
晶面的定义： 晶面在三个晶轴上倒易截数的互质整数之比。
1 1 1 : : h*k *l * r s t
2、晶面距离
晶面距离是指同一晶面指标的两个晶面之间的距离， 例如简单立方晶体中（ 100 ）晶面之间的距离为 a ，而 （110）晶面之间的距离为
h k l 2 2 2 a b c a
也就是7种类型空间格子： 立方、六方、四方、三方、正交、单斜、三斜格子； 对应于这些正当格子，可以有7种不同形状的晶胞，按照这样 的原则所划分的晶胞称为“正当晶胞”，也就是说 尽量选取
对称性较高含点阵点较少的晶胞作为正当晶胞。
立方
六方
四方
三方
正交
单斜
三斜
特征对称元素：
43
或
6 6
4 4
3 3
32 2
（1）晶体的所有宏观对称元素都是晶体的微观对称元素。
o 晶体的宏观对称性是以微观对称性为基础的。
（2）晶体中最基本的微观对称动作——平移。
o 点阵是与平移相对应的对称元素。
（3）螺旋旋转——螺旋轴。
将由旋转与平移所组成的复合对称操作，称为螺旋旋转，相应的对称元素称为螺旋轴，用 nm表示。
旋转 2/n
分子点群的确定
I和Ih点群
分子点群的确定
起点 线性分子
有i 无i 正四面体
Cv , Dh
Dh
C v
Td Oh Cs Ci Cl Sn Dnh D nd Dn C nh C nv Cn
非 线 性 分 子
有Cn 无Cn
有n个大于2的高 立方群 次轴(n≥3)
正八面体 有σ 有i 无σ 或i 有σ
释金属晶体的配位数很高而价电子数很少仍可以通过共价
键结合在一起以及电子在金属中可以自由运动的原因。
Li Li
自由电子模型：
. . Li . . Li
.. .. Li Li
Li Li
Li LiLi+ Li
. . ..
认为金属中的价电子类似于理想气体分子，价电子之间没
有相互作用。
由价电子组成的气体——“电子气”——在金属晶体中受一恒
2
i 1
2、14种空间点阵型式（布拉格Bravais空间点阵）
同一晶系的各种晶体，作为正当单位的晶胞可能是复晶胞，
也可能是素晶胞。例如，在立方晶系中，NaCl是复晶胞，而 CsCl是素晶胞。 属于同一晶系的晶胞中，点阵的型式可能不同。 立方格子：简单、体心、面心 三种型式；
四方晶系：简单、体心 两种点阵型式；
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 C2 ( z ) C2 ( x ) C2 ( y )
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 C2 ( z ) xy i
正交晶系：简单、体心、面心、底心 单斜晶系：简单、底心 四种点阵型式；
两种点阵型式；
三方、六方、三斜晶系只有一种简单点阵型式。
简单三方
按选取原则，空间点阵只能划分为7种形状正当格子，14种点 阵型式。
4、230个空间群 8种宏观对称元素也是微观对称元素，这 8 种元素再加螺旋轴， 滑移面等元素进行合理的组合，总共可以得到230种微观对称类 型，一般称为230个空间群，点阵结构的空间对称操作群 ——空
h d
I和Ih点群
无轴群 有S n(n=4m) 有n个垂直于C n 轴 的C2轴
二面体群
有σ 有σ
没有σ
h v
无垂直于C n的C2
轴向群
有σ
没有σ
偶极矩、旋光性与分子点群的关系
• 根据分子偶极矩、旋光性的判别法则，能确定哪些点 群具有偶极矩或旋光性：
• Cnv点群： 有偶极矩，无旋光性 • Dnd点群： 无偶极矩，无旋光性 • Oh点群： 无偶极矩，无旋光性
六方格子、
矩形格子、 带心矩形格子、 一般平行四边形格子
a=b = 1200
划分平行六面体单位的原则：
划分格子时应尽量选取具有对称性较高（较规则形状）的， 较小（点阵点数较少）的平行六面体，作为正当单位。 根据划分原则空间点阵的正当单位只可能有7种形状，14种空 间格子。
素单位或素格子 包含一个点阵点的单位 复单位 将每个单位包含一个以上点阵点的单位
-1 0 0 i 0 -1 0 0 0 -1
表示矩阵
1 2 3 1 C3 2 0
3 2 1 2
0
1 0 0 E 0 1 0 0 0 1 1 2 3 2 2 0
3 2 1 2
2 k 2k cos sin n n k 2k 2k sin cos Cn n n 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0 - 1
2、对称元素组合
1）一个有限图形所具有任何宏观对称元素必定通过它的质量中心。 （2）两个夹角为 的对称面的交线必定为一基转角为2 的对称轴。 3、若两个二重轴以
角相交，则通过交点的垂直线必定为基转角为2的对称轴。
4、对称中心，对称面以及与此对称面垂直的偶次对称轴三者之中， 任何两者的组合必定产生第三者。
间群。
空间群表法也有 2 种，熊夫里（ Schonflies ）记号与国际记号， 国际记号中所用三个位的方向与点群中一致。 到目前为止，已知晶体的结构大都属于 230种空间群中的 100 种，有近 80 种空间群还未宏观实例，从统计来看，重要的空间