结构化学第一章习题教学文案
(完整word版)结构化学第一章习题
《结构化学》第一章习题1001首先提出能量量子化假定的科学家是：—--—-——--—--———-——-----—---（）（A）Einstein (B）Bohr(C) Schrodinger (D）Planck1002光波粒二象性的关系式为_______________________________________。
1003德布罗意关系式为____________________；宏观物体的λ值比微观物体的λ值_______________.1004在电子衍射实验中，│ │2对一个电子来说,代表___________________。
1005求德布罗意波长为0.1 nm的电子的动量和动能。
1006波长λ=400 nm的光照射到金属铯上，计算金属铯所放出的光电子的速率.已知铯的临阈波长为600 nm. 1007光电池阴极钾表面的功函数是2。
26 eV。
当波长为350 nm的光照到电池时，发射的电子最大速率是多少?（1 eV=1.602×10—19J，电子质量m e=9。
109×10-31 kg)1008计算电子在10 kV电压加速下运动的波长。
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———-——--—--—---（ ）(A) λch E = （B ） 222λm h E = （C) 2) 25.12(λe E = （D ） A ，B ，C 都可以1010对一个运动速率v 〈〈c 的自由粒子，有人作了如下推导 :mv v E v h hp mv 21=====νλA B C D E 结果得出211=的结论。
问错在何处？ 说明理由。
1011测不准关系是_____________________,它说明了_____________________。
1013测不准原理的另一种形式为ΔE ·Δt ≥h /2π.当一个电子从高能级向低能级跃迁时，发射一个能量子h ν， 若激发态的寿命为10-9？s ，试问ν的偏差是多少?由此引起谱线宽度是多少（单位cm —1）？1014“根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定,因而只能求其平均值”.对否？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”。
第一二章习题课
0
27 e （c） ψ = πa
2 1s 3
−
6 r a0
r
也最大。 不能为0（ 时 e 最大，因而 ψ 1s 也最大。但实际上 不能为 （电 子不可能落到原子核上）， ），因此更确切的说法是 趋近于0时 子不可能落到原子核上），因此更确切的说法是 趋近于 时 1s电子的几率密度最大。 电子的几率密度最大。 电子的几率密度最大
−
2
6 r a0 最大，因而 最大，
r
r
为单电子“原子” （d）Li2+为单电子“原子”，组态的能量只与主量子数 ） 有关，所以2s和 态简并 态简并， 有关，所以 和2p态简并，即即 E 2s= E 2p. 原子的基组态为(1s)2(2s)1 。.对2s电子来说，1s电 电子来说， 电 （e）Li原子的基组态为 ） 原子的基组态为 对 电子来说 子为其相邻内一组电子， 子为其相邻内一组电子，σ=0.85。因而： 。因而：
结构化学第一二章习题课
章节知识要点 例题及部分课后习题
第一章知识要点
波粒二象性。 1、实物微粒的运动特征——波粒二象性。 实物微粒的运动特征 波粒二象性
其波动性被称为德布罗意波，它是统计性的几率波。 其波动性被称为德布罗意波，它是统计性的几率波。
E = hν
p = h /λ
光波的粒性体现在用光子学说圆满的解释光电效应 上：
E2s
(3 − 0.85 × 2)2 = −13.6 ×
2
2
= −5.75eV
根据Koopmann定理，占据轨道的轨道能量近似等于此轨 定理， 根据 定理 道电离能的负值. Li原子的第一电离能为： 原子的第一电离能为： 原子的第一电离能为
I 1 = − E 2 s = 5 .75 eV
（完整版）结构化学课后答案第一章
（完整版）结构化学课后答案第⼀章01.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k J ·mol -1为单位的能量。
解：811412.99810m s 4.46910s 670.8m cνλ--??===? 41711 1.49110cm 670.810cm νλ--===??%3414123-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N sν--===?【1.2】实验测定⾦属钠的光电效应数据如下：波长λ/nm 312.5365.0404.7546.1光电⼦最⼤动能E k /10-19J 3.41 2.56 1.95 0.75 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E k 列于下表：λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1v /1014s －19.59 8.21 7.41 5.49 E k /10－19J 3.412.561.950.75由表中数据作图，⽰于图1.2中E k /10-19Jν/1014g-1图1.2 ⾦属的k E ν-图由式 0k hv hv E =+ 推知0k kE E h v v v ?==-?即Planck 常数等于k E v -图的斜率。
选取两合适点，将k E 和v 值带⼊上式，即可求出h 。
例如： ()()19341412.70 1.0510 6.60108.5060010J h J s s ---?==?-?g图中直线与横坐标的交点所代表的v 即⾦属的临界频率0v ，由图可知，1410 4.3610v s -=?。
《结构化学》教案
《结构化学》教案教案主题：结构化学教学目标：1.了解分子和化学键的基本概念。
2.掌握常见化合物的结构和命名规则。
3.理解分子的立体构型和它对化学性质的影响。
4.能够用分子模型表示化学反应的过程。
教学重点：1.化学键的概念和分类。
2.分子的结构和命名规则。
3.分子的立体构型和它对化学性质的影响。
教学难点：1.立体构型的理解和应用。
2.分子模型在化学反应中的应用。
教学准备：1. PowerPoint课件。
2.分子模型。
教学过程：Step 1：导入1.引导学生思考：化学是由什么组成的？2.引出本课的主题：结构化学。
3.提出问题：你们知道分子是由什么组成的吗？Step 2：讲解分子的基本概念1.分子的定义：由两个或多个原子通过化学键相连接而成的粒子。
2.化学键的定义：原子之间的相互作用力。
3.分子的分类：单原子分子和多原子分子。
4.分子式的表示方法：用化学符号表示分子中各种原子的种类和数量。
Step 3：讲解化学键的分类1.离子键：电荷相互吸引形成的化学键。
2.共价键：原子之间通过共用电子形成的化学键。
3.金属键：金属原子之间因金属离子和自由电子的相互吸引而形成的化学键。
Step 4：讲解分子的结构和命名规则1.分子式的命名规则：先写元素符号，然后写下标。
2.分子结构的命名规则：根据元素化合价和化学键的性质确定分子结构。
Step 5：讲解分子的立体构型1.立体构型的定义：分子在空间中的排列方式。
2.饱和度的概念：分子中双键数量和环数的总和。
3.分子结构和饱和度的关系：饱和度越高，分子结构越稳定。
4.常见的分子构型：线性、平面三角形、平面四边形、平面五边形、立体四边形等。
Step 6：讲解分子模型在化学反应中的应用1.化学反应过程的表示方法：用分子模型表示反应物和产物。
2.分子模型和化学反应的关系：分子模型能够直观地表示化学反应的过程。
Step 7：小结和反思1.小结本课的主要内容。
2.引导学生思考：结构化学在哪些方面有应用？为什么分子模型在化学反应中有重要作用？教学延伸：1.学生可以自行选择一个分子进行立体构型推测，并用分子模型表示出来。
结构化学第一章课后习题答案
1 mυ 2 = hv − hv0 2 p = mυ = 2mT = 2mh(v − v0 ) 3.0 ×108 − 5.464 × 1014 ) 300 ×10−9
= 2 × 9.109 × 10−31 × 6.626 × 10−34 × ( = 7.40 × 10−25 J S m −1
λ= h
d2 2 14. 下列函数，哪个是算符 dx 的本征函数？若是，求出相应的本征值。 eimx
sin x
x2 + y 2
( a − x )e − x
解：
d 2 imx d e = imeimx = − m 2eimx dx 2 dx 2 d d sin x = cos x = − sin x 2 dx dx 2 d d2 2 d2 2 d2 2 2 2 + = + = + ( ) 2 x y x y y dx 2 dx 2 dx 2 dx 2 d2 a − x ) e− x = ( a − x + 2 ) e− x 2 ( dx
b
解： （1）
nxπ x ⎞ ⎛ a 1 − cos 2 8 ⎜ a ⎟dx = ⎜ ⎟ ∫ abc 0 ⎜ 2 ⎟ ⎝ ⎠ 8 a b c = × × × =1 abc 2 2 2
nxπ z ⎞ ⎛ ⎜ 1 − cos 2 a ⎟ ⎜ ⎟dz ∫ 2 0⎜ ⎟ ⎝ ⎠
c
（2） a=b=c 此时，方程变为ψ nx ny nz ( x, y, z ) =
∫ ∫ ∫ψ
0 0 0
a b c
nx n y n z
( x, y , z ) ψ nx ny nz * ( x, y, z )dτ
= ∫∫∫
0 0 0
a b c
江元生《结构化学》课后习题答案
第一章 量子理论1. 说明⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=) (2cos ),(0t x a t x a νλπ及⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=) (2sin ),(0t x a t x a νλπ都是波动方程22222),(1),(t t x a c x t x a ∂∂=∂∂的解。
提示：将),(t x a 代入方程式两端，经过运算后，视其是否相同。
解：利用三角函数的微分公式)cos()sin(ax a ax x=∂∂和)sin()cos(ax a ax x -=∂∂，将⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=) (2c o s ),(0t x a t x a νλπ代入方程：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∂∂=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂=) (2cos 2 ) (2sin 2 ) (2cos ) (2cos 2000022t x a t x x a t x x x a t x a x νλπλπνλπλπνλπνλπ左边 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂=) (2cos 2 ) (2sin 2 ) (2cos ) (2cos 122020200222t x c a t x x c a t x t t c a t x a t c νλππννλππννλπνλπ右边 对于电磁波νλ=c ，所以⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=) (2cos ),(0t x a t x a νλπ是波动方程的一个解。
对于⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=) (2sin ),(0t x a t x a νλπ，可以通过类似的计算而加以证明：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂=) (2sin 2) (2sin 20022t x a t x a x νλπλπνλπ左边()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂∂=) (2sin 2) (2sin 12200222t x c a t x a t c νλππννλπ右边2. 试根据Planck 黑体辐射公式，推证Stefan 定律：4 T I σ=，给出σ的表示式，并计算它的数值。
《结构化学》课程教学大纲
《结构化学》课程教学大纲重点：H2+的线性变分法处理及其结果；双原子分子的基本理论（LCAO分子轨道法、价键法）；分子轨道的构形、分类及其能级顺序；H2的海特勒-伦敦处理和价键理论。
难点：原子形成分子的规律；双原子分子的基本理论（LCAO分子轨道法、价键法）；分子轨道的构形和能级顺序。
第四章分子对称性和分子点群(6学时)知识点：对称元素和对称操作；群论的基本知识；分子点群；群表示理论的要点。
重点: 对称元素和对称操作的概念；判别分子对称群的方法和有关应用；分子对称性与性质的关系。
难点: 判别分子对称群的方法；群表示理论的要点；分子对称性与性质的关系。
第五章多原子分子结构(6学时)知识点：杂化轨道理论；价层电子对互斥理论；多中心键和缺电子分子结构；离域 键和共轭分子结构；分子轨道的对称性和反应机理；配位化合物：价键理论、晶体场理论、配位场理论。
重点：杂化轨道理论及波函数、价电子对互斥理论的概念和应用；分子构型的判断；多中心键和缺电子分子结构。
共轭分子轨道求解的过程和能级计算；共轭分子分子图及应用；配位场理论。
难点：杂化轨道理论及波函数；价层电子对互斥理论分子构型的判断。
休克尔分子轨道法；分子图；分子轨道的对称性和反应机理。
第六章晶体结构基础(8学时)（1）几何结晶学知识点：晶体内部结构的空间点阵排列规律；晶体的对称性以及晶体宏观和微观对称类型（32种点群和230种空间群）。
晶体的晶面符号；根据晶体对称性或内部空间点阵的分布规律进行晶体分类（七个晶系和十四种空间点阵）；晶体的特性；晶面角守恒定律。
重点：晶体内部结构的空间点阵排列规律；晶体的对称性，宏观和微观对称类型；根据晶体对称性情况或内部空间点阵的分布规律进行分类；晶面角守恒定律。
难点：晶体内部质点的空间点阵排列规律；晶体的对称性，晶体对称类型。
（2）晶体化学知识点：晶体中的价键，等径圆球和不等径圆球的密堆积；金属单质、非金属单质、合金的晶体结构；离子键和典型离子化合物、复杂离子化合物晶体结构的描述；鲍林规则和硅酸盐晶体的结构；某些三元化合物的晶体结构及近代晶体材料简介。
结构化学教学大纲
课程名称：物质结构授课班级：化学教育03级A班
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云南师范大学化学化工学院教案课程名称：物质结构授课班级：化学教育03级A班
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结构化学第一章习题《结构化学》第一章习题1001首先提出能量量子化假定的科学家是：---------------------------( ) (A) Einstein (B) Bohr (C) Schrodinger (D) Planck 1002光波粒二象性的关系式为_______________________________________。
1003德布罗意关系式为____________________；宏观物体的λ值比微观物体的λ值_______________。
1004在电子衍射实验中，│ψ│2对一个电子来说，代表___________________。
1005求德布罗意波长为0.1 nm 的电子的动量和动能。
1006波长λ=400 nm 的光照射到金属铯上，计算金属铯所放出的光电子的速率。
已知铯的临阈波长为600nm 。
1007光电池阴极钾表面的功函数是2.26 eV 。
当波长为350 nm 的光照到电池时，发射的电子最大速率是多少？(1 eV=1.602×10-19J ， 电子质量m e =9.109×10-31 kg) 1008计算电子在10 kV 电压加速下运动的波长。
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---------------( )(A) λch E = (B) 222λm h E =(C) 2) 25.12 (λe E = (D) A ，B ，C 都可以1010对一个运动速率v<<c 的自由粒子，有人作了如下推导 ：mv v E v h hp mv 21=====νλA B C D E 结果得出211=的结论。
问错在何处？ 说明理由。
1011测不准关系是_____________________，它说明了_____________________。
1013测不准原理的另一种形式为ΔE ·Δt ≥h /2π。
当一个电子从高能级向低能级跃迁时，发射一个能量子h ν，若激发态的寿命为10-9？s ，试问ν的偏差是多少？由此引起谱线宽度是多少(单位cm -1)？ 1014“根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定，因而只能求其平均值”。
对否？ 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______________________。
1020 任何波函数ψ (x ， y ， z ， t )都能变量分离成ψ (x ， y ， z )与ψ (t )的乘积，对否？ --------------------------- ( ) 1021下列哪些算符是线性算符---------------------------------------------------------------- ( ) (A) dxd(B) ∇2 (C) 用常数乘 (D) (E) 积分1022下列算符哪些可以对易------------------------------------------------------------------- ( )(A) x ˆ 和 yˆ (B) x ∂∂和y∂∂ (C) pˆx 和x ˆ (D) p ˆx 和y ˆ1023下列函数中 (A) cos kx (B) e -bx(C) e -ikx(D) 2ekx -(1) 哪些是dxd的本征函数；--------------------------------------------------------------- ( ) (2) 哪些是的22dx d 本征函数；------------------------------------------------------------- ( )(3) 哪些是22dx d 和dxd的共同本征函数。
----------------------------------------------- ( ) 1024在什么条件下， 下式成立？ (pˆ + q ˆ) (p ˆ - q ˆ) =p ˆ 2 - q ˆ2 1025线性算符Rˆ具有下列性质 Rˆ(U + V ) = R ˆU +R ˆV R ˆ(cV ) = c R ˆV 式中c 为复函数， 下列算符中哪些是线性算符？ ---------------------------------------( ) (A)AˆU =λU ， λ=常数 (B) BˆU =U * (C) CˆU =U 2 (D) DˆU = xUd d(E) EˆU =1/U 1026物理量xp y - yp x 的量子力学算符在直角坐标系中的表达式是_____。
1027某粒子的运动状态可用波函数ψ=N e -i x 来表示， 求其动量算符pˆx 的本征值。
1029设体系处在状态ψ=c 1ψ211+ c 2ψ210中， 角动量M 2和M z 有无定值。
其值为多少？若无，则求其平均值。
1030试求动量算符pˆx =xh ∂∂π 2i 的本征函数(不需归一化)。
1031下列说法对否:”ψ=cos x ， p x有确定值， p2x 没有确定值，只有平均值。
” ---------- ( )1032 假定ψ1和ψ2是对应于能量E 的简并态波函数，证明ψ=c 1ψ1+ c 2ψ2同样也是对应于能量E 的波函数。
1033已知一维运动的薛定谔方程为:m h 228[π-22d d x +V （x ）]ψ=E ψψ1和ψ2是属于同一本征值的本征函数， 证明:ψ1xd d 2ψ-ψ2xd d 1ψ=常数1034限制在一个平面中运动的两个质量分别为m 1和m 2的质点 ， 用长为R 的、没有质量的棒连接着， 构成一个刚性转子。
(1) 建立此转子的Schrödinger 方程， 并求能量的本征值和归一化的本征函数；(2)求该转子基态的角动量平均值。
已知角动量算符 Mˆ=M ˆz =-i π2h φ∂∂。
1035对一个质量为m 、围绕半径为R 运行的粒子， 转动惯量I =mR 2， 动能为M 2/2I ，Mˆ2=224πh 22φ∂∂。
Schrödinger 方程Hˆψ=Eψ变成2228mR h π-22φ∂∂= Eψ。
解此方程，并确定允许的能级。
电子自旋存在的实验根据是：--------------------------------------------------------------- ( ) (A) 斯登--盖拉赫(Stern-Gerlach)实验 (B) 光电效应 (C) 红外光谱 (D) 光电子能谱 1037在长l =1 nm 的一维势箱中运动的He 原子，其de Broglie 波长的最大值是：------- ( ) (A) 0.5 nm (B) 1 nm (C) 1.5 nm (D) 2.0 nm (E) 2.5 nm 1038在长l =1 nm 的一维势箱中运动的He 原子， 其零点能约为：-------------------------- ( ) (A) 16.5×10-24？J (B) 9.5×10-7 J (C) 1.9×10-6 J (D) 8.3×10-24？J (E) 1.75×10-50？J 1039一个在一维势箱中运动的粒子， (1) 其能量随着量子数n 的增大：------------------------ ( ) (A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变 (2) 其能级差 E n +1-E n 随着势箱长度的增大：-------------------( ) (A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变 1041立方势箱中的粒子，具有E =22812ma h 的状态的量子数。
n x n y n z 是--------- ( )(A) 2 1 1 (B) 2 3 1 (C) 2 2 2 (D) 2 1 31042 处于状态ψ (x )=sin x aπ的 一维势箱中的粒子， 出现在x =4a 处的概率为----------------------------------------------------------- ( )(A) P =ψ (4a ) = sin(a π·4a ) = sin 4π =22(B) P =[ψ ( 4a )]2= 21 (C) P =a2ψ (4a ) =a1(D) P =[a2ψ ( 4a )]2= a1(E) 题目提法不妥，所以以上四个答案都不对在一立方势箱中，2247ml h E ≤的能级数和状态数分别是(势箱宽度为l ， 粒子质量为m )：-----------------------------------------------------------------( )(A) 5，11 (B) 6，17 (C) 6，6 (D) 5，14 (E) 6，14 1044一个在边长为a 的立方势箱中的氦原子，动能为21mv 2=23kT ， 求对应于每个能量的 波函数中能量量子数n 值的表达式。
1045（1） 一电子处于长l x =2l ，l y =l 的二维势箱中运动，其轨道能量表示式为y x n ,n E =__________________________；（2） 若以2232ml h 为单位，粗略画出最低五个能级，并标出对应的能量及量子数。
1046质量为 m 的一个粒子在长为l 的一维势箱中运动，(1) 体系哈密顿算符的本征函数集为_______________________________ ； (2) 体系的本征值谱为____________________， 最低能量为____________ ； (3) 体系处于基态时， 粒子出现在0 ─ l /2间的概率为_______________ ； (4) 势箱越长， 其电子从基态向激发态跃迁时吸收光谱波长__________ ；(5) 若该粒子在长l 、宽为2l 的长方形势箱中运动， 则其本征函数集为____________，本征值谱为 _______________________________。
1047质量为m 的粒子被局限在边长为a 的立方箱中运动。
波函数ψ211(x ，y ，z )=_________________________；当粒子处于状态ψ211时，概率密度最大处坐标是_______________________；若体系的能量为2247ma h ， 其简并度是_______________。