结构化学习题答案(1)
（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 -=?。
结构化学习题答案
9.043 10 11 m
h (c ) p
h 2meV 6.626 10 34 J s
2 9.109 10 31 k g 1.602 10 19 C 300V
7.08 10 11 m
1.10 请指出下列算符中的线性算符 和线性自轭算符
d d x, , , log, sin, 2 dx dx
exp[ ix]{(i
d ) exp[ ix]}* dx dx
1.12 下列函数中，哪几个是算符 的本征函数？若是，求出本征值
e x , sin x,2 cos x, x 3 , sin x cos x
d2 dx 2
d2 x d2 解： 2 e 1 e x , e x是 2 的本征函数，本征值为 1 dx dx
6 2 h 2 52 h 2 11h 2 E E6 E5 2 2 8ml 8ml 8ml 2 hc
8mcl 2 11h 8 9.1095 10 31 k g 2.9979 10 8 m s 1 (1.3 10 9 ) 2 11 6.626 10 34 J s 506 .6nm
ix
exp[ ix]{(i
d ) exp[ ix]}* dx dx
d ) exp[ ix]}dx dx
d ix e (i )e dx dx
exp[ix]{( i
e ix i eix idx
eix [( i
d ix )e ]dx dx
x
4 x 2 x 2x 2 x ( x) sin cos sin (1 cos ) a a a a a a 2 x 1 3x 1 x (sin sin sin ) a 2 a 2 a a
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
结构化学习题解答
∞
ˆ 是否为Hermite ˆG ˆ 和 cF ˆ +c G ˆ 均是Hermite算符，则c1 F ˆ 和G 5. 若 F 2
算符？ 证明：设 ψ 为一任意函数，则有
* ˆ ˆ * ˆ ˆ ˆ ψ )( F ˆ ψ )* dτ ( ) ( c F G d c F G d c G ψ ψ τ = ψ ψ τ = ∫ ∫ ∫
q→∞ q→∞
d * * d * = ∫ ψi ψ dx = ∫ ψ ( − i ) ψ dx 分部积分公式： dx dx −∞ −∞ ∫ vdu = uv − ∫ udv ∞ d ˆ xψ )* dx = ∫ψ [( − i )ψ ] dx = ∫ ψ ( p dx −∞ 证毕
∞ * −∞
∞
πx πx 4 ψ ( x) = sin cos a a a
2
描述，则该粒子的能量 E是否有确定值；若E无确定值，则求 其平均值（a是一维箱的箱体长度）。
《结构化学》习题一
ˆ =T ˆ + V ( x ) 的一个本征函数，对应本征值是En。 1. ψ n ( x ) 是 H ˆ =T ˆ + V ( x) + A 问 ψ ( x ) 是否也是 H （A为一常数）的本征函数，
* ˆ ψ ψ ψ = p dx ∫ x ∫ ( − i * −∞ ∞
d )ψdx = − i ∫ ψ *dψ dx
∞ ∞ ∞ *
d * = − ihψ ψ − ∞ + ih ∫ ψdψ = 0 + ih ∫ ψ ψ dx dx −∞ −∞
*
q→∞
lim Ψ (q , t ) = 0 ⇒ lim ψ (q )φ ( t ) = 0 ⇒ lim ψ (q ) = 0
结构化学练习题带答案
结构化学复习题一、选择填空题第一章量子力学基础知识1.实物微粒和光一样,既有性，又有性，这种性质称为性。
2.光的微粒性由实验证实，电子波动性由实验证实。
3。
电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级？（A）X射线 (B)紫外线（C）可见光（D）红外线4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的？（A）Zeeman （B)Gouy （C）Stark (D)Stern—Gerlach5.如果f和g是算符，则（f+g)(f-g)等于下列的哪一个？(A）f2-g2； (B)f2—g2-fg+gf； (C)f2+g2； (D)（f—g)（f+g）6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的？（A)只有能量有确定值；（B）所有力学量都有确定值；(C）动量一定有确定值; （D)几个力学量可同时有确定值；7.试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式—----—8.微观粒子的任何一个状态都可以用来描述; 表示粒子出现的概率密度.9。
Planck常数h的值为下列的哪一个？（A)1.38×10-30J/s （B）1。
38×10—16J/s (C）6。
02×10—27J·s （D）6。
62×10—34J·s 10。
一维势箱中粒子的零点能是答案： 1。
略。
2。
略. 3.A 4.D 5。
B 6。
D 7.略 8。
略 9。
D 10.略第二章原子的结构性质1.用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1， m, m s）中，哪一组是合理的?(A)2，1,-1，—1/2; （B）0,0，0，1/2；(C）3，1，2，1/2; (D)2，1，0，0。
2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100的能级上，其能量是下列的哪一个：（A）13.6Ev; (B)13。
6/10000eV； (C）—13.6/100eV；（D)-13.6/10000eV; 3。
氢原子的p x状态，其磁量子数为下列的哪一个？(A）m=+1; (B）m=—1；（C）|m｜=1; (D）m=0；4。
结构化学习题解答1
7.08 10 11 m
[1.7]子弹（质量为0.01kg，速度为1000ms-1）、尘埃（质 量10-9kg，速度10ms-1）、作布朗运动的花粉（质量1013kg，速度1ms-1 ）、原子中电子（速度1000ms-1）等， 速度的不确定度均为速度的10%，判断在确定这些质点 位置时，不确定度关系是否有实际意义。
2
将动量平方的算符 p x 作用于波函数，所得常数即为：
h2 d 2 2 n x p x n ( x) 2 sin 2 l 4 dx l
2
n2h2 n ( x) 2 4l
即
n2h2 2 px 4l 2
将此式代入粒子的能量表达式，得：
d H n ( x) 8 2 m dx 2
h2
2
h
l l cos l 8 m dx h2
2 nx sin l l d 2 n n x
2 n n n x 2 sin l l l l 8 m n 2 2 2 n x 2 sin 2 l l 8 m l 2 2 2 2 n h n h 即 En n ( x) 2 8ml 8ml 2 h2
[19]若在下一离子中运动的π电子可用一维势箱近似表示 其运动特征：
估计这一势箱的长度l=1.3nm，根据能级公式En=n2h2/8ml2 估算π电子跃迁时所吸收的波长，并与实验值5100nm比较。
解：该离子共有10个π电子，跃迁所需最低能量为第五和 第六两个分子轨道的能级差。
6 2 h 2 52 h 2 11h 2 E E6 E5 8ml 2 8ml 2 8ml 2 8mcl 2 11h hc
北大结构化学习题与答案01
10352，动能为M2/2I，
2= 。Schrödinger方程 =E 变成 =E 。解此方程，并确定允许的能级。
1036电子自旋存在的实验根据是：--------------------------------------------------------------- ( )
(1)哪些是 的本征函数；--------------------------------------------------------------- ( )
(2)哪些是的 本征函数；------------------------------------------------------------- ( )
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 1， 2， 3，…。正交性的数学表达式为 ，归一性的表达式为 。
(A) (B)
(C) (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：
A B C D E
结果得出 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 ，若激发态的寿命为10-9？s，试问 的偏差是多少？由此引起谱线宽度是多少(单位cm-1)？
结构化学第一章习题参考答案
第一次 习题参考答案
10．计算下述粒子的德布罗意波的波长。
(2) 动能为100 eV 的中子 解
:
(2)
34
12
2.86*10
()0.0286()o
h m p λ-=
=
==A －
从上述计算结果可见，微观粒子的德布罗意波长与其线度相当,其波动性不能忽略。
11．子弹（质量0.01 kg ，速度1000 m ⋅s -1）,作布朗运动的花粉（质量10-13 kg ，速度1 m ⋅s -1），氢原子中的电子（速度106 m.s -1）等，速度的不确定量为速度的10％，判断在确定这些质点位置时，不确定关系是否具有实际意义？
解：根据不确定关系式4x x p h π∆∆≥，可知位置不确定量
(1) 子弹： ，对子弹而言，不确定关系没有实际意义。
(2) 花粉： ，对花粉而言，不确定关系没有实际意义。
(3) 电子： 电子运动的位置不确定量在数量级，与电子的运动线度相当，所以，对电子而言，不确定关系具有实际意义。
4． 《结构化学》
44x
h h x p m v
ππ∆≥
=
∆∆34
10
31
6
6.626*10
5.8*10
() 5.8()
4*3.14*9.1*10
*10%*10
x m ---∆≥
==A
34
35
6.626*10
5.28*10
()
4*3.14*0.01*1000
*10%x m --∆≥
=34
21
136.626*10
5.28*10()4*3.14*10
*110%x m ---∆≥=*。
结构化学第一章习题答案
《结构化学》第一章习题答案1001 (D)1002 E =h ν p =h /λ1003,mvhp h ==λ 小1004 电子概率密度1005 1-241-9--34s kg m 10626.6s kg m 100.1106.626⋅⋅⨯=⋅⋅⨯⨯==-λhpT = m p 22 = 3123410109.92)10626.6(--⨯⨯⨯ J = 2.410×10-17 J1006 T = h ν- h ν0=λhc -λhcT = (1/2) mv 2v =)11(20λλ-m hc = 6.03×105 m ·s -11007 (1/2)mv 2= h ν - W 0 = hc /λ - W 0 = 2.06×10-19Jv = 6.73×105 m/s1008 λ = 1.226×10-9ｍ/10000= 1.226×10-11 m1009 (B)1010 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 <<c 时粒子的动能部分,两个能量是不等的。
所以 C, E 都错。
1011 ∆x ·∆p x ≥π2h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 。
1013 ∆E =π2h/∆t = ∆(h ν) = h ∆ν∆ν = 1/(2π∆t ) = 1/(2π×10-9) = 1.59×108 s -1∆ν~ = ∆ν/c = 1.59×108 s -1/3×1010 cm ·s -1= 5.3×10-3 cm -11014 不对。
1015 (1) 单值的。
结构化学课后习题答案
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a) 正确答案：醇解析：填空题中，根据问题描述，含有羟基（-OH）的有机化合物称为醇。
b) 正确答案：醚解析：填空题中，根据问题描述，含有氧原子连接两个碳原子的有机化合物称为醚。
c) 正确答案：酮解析：填空题中，根据问题描述，含有羰基（C=O）的有机化合物称为酮。
d) 正确答案：酯解析：填空题中，根据问题描述，含有羧基（-COO）的有机化合物称为酯。
结构化学习题答案(课堂PPT)
L/O/G/O
刘义武
2020/4/27
1
参考书
• 结构化学习题解析 周公度等著 • 物质结构学习指导 倪行等著 • 结构化学500题解 刘国范等 • 结构化学学习指导 韦吉崇等
2020/4/27
2
常用物理常数
普朗克常数 h 6.626×10−34 J•s 真空中光速 c 2.998×108 m•s -1 电子质量 me 9.110×10−31 kg 中子质量mn 1.675×10−27 kg
d2 dx2
的本征函数。
(a-x)e-x
d2 dx2
(a-x)e-x
=
d2 dx2
(ae-x - xe-x)
=
d dx
(ae-x ∙ (-1) – (e-x + xe-x ∙(-1)))
= d (-ae-x – e-x +xe-x) dx
= ae-x + e-x+ e-x- xe-x = ae-x + 2e-x- xe-x = (a+ 2- x)e-x
2020/4/27
22
14. 确定碳原子的基普项及激发态p1d1的所有可能的谱项
1 0 -1
2020/4/27
23
15. 确定Cr、Cu、Br的基普支项 0
解：Cr的价电子排布为：3d54s1 2 1 0 -1 -2
ms = 3, S = 3，mL = 0 , L = 0, J = 3，基普支项是：
2020/4/27
5
9
解：根据 h ν = mυ 2 / 2 + W0公式得
υ = √ 2(h ν - W0) / m = √ 2(h c / λ - h ν ) / m
北大结构化学习题及答案01
《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，│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。
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=====νλ A 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。
北师大_结构化学课后习题答案
北师大 结构化学 课后习题 第一章 量子理论基础习题答案1 什么是物质波和它的统计解释？参考答案:象电子等实物粒子具有波动性被称作物质波。
物质波的波动性是和微粒行为的统计性联系在一起的。
对大量粒子而言，衍射强度（即波的强度）大的地方，粒子出现的数目就多，而衍射强度小的地方，粒子出现的数目就少。
对一个粒子而言，通过晶体到达底片的位置不能准确预测。
若将相同速度的粒子，在相同的条件下重复多次相同的实验，一定会在衍射强度大的地方出现的机会多，在衍射强度小的地方出现的机会少。
因此按照波恩物质波的统计解释，对于单个粒子，ψψ=ψ*2代表粒子的几率密度，在时刻t ，空间q 点附近体积元τd 内粒子的几率应为τd 2ψ；在整个空间找到一个粒子的几率应为 12=ψ⎰τd 。
表示波函数具有归一性。
2 如何理解合格波函数的基本条件？ 参考答案合格波函数的基本条件是单值，连续和平方可积。
由于波函数2ψ代表概率密度的物理意义，所以就要求描述微观粒子运动状态的波函数首先必须是单值的，因为只有当波函数ψ在空间每一点只有一个值时，才能保证概率密度的单值性；至于连续的要求是由于粒子运动状态要符合Schrödinger 方程，该方程是二阶方程，就要求波函数具有连续性的特点；平方可积的是因为在整个空间中发现粒子的概率一定是100%，所以积分⎰τψψd *必为一个有限数。
3 如何理解态叠加原理？ 参考答案在经典理论中，一个波可由若干个波叠加组成。
这个合成的波含有原来若干波的各种成份（如各种不同的波长和频率）。
而在量子力学中，按波函数的统计解释，态叠加原理有更深刻的含义。
某一物理量Q 的对应不同本征值的本征态的叠加，使粒子部分地处于Q 1状态，部分地处于Q 2态，……。
各种态都有自己的权重（即成份）。
这就导致了在态叠加下测量结果的不确定性。
但量子力学可以计算出测量的平均值。
4 测不准原理的根源是什么？ 参考答案根源就在于微观粒子的波粒二象性。
结构化学章节习题（含答案）
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/sinx l lπ为⼀维势箱的状态其能量是：（ a ） 22229164:; :; :; :8888h h h hA 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 、03、⽴⽅箱中2246m lh 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.6,174、下列函数是算符d /dx的本征函数的是：（ a ）；本征值为：（ h ）。
A 、e 2xB 、cosXC 、loge xD 、sinx 3E 、3F 、-1G 、1H 、2 5、下列算符为线性算符的是：（ c ）A 、sine xB 、C 、d 2/dx 2D 、cos2x6、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 ΨB [m 22 2?- 21kx 2]Ψ= E Ψ C [-m 22 22dx d +21kx 2]Ψ= E Ψ D [-m 22 -21kx 2]Ψ= E Ψ 7、下列函数中，22dx d ,dxd的共同本征函数是（ bc ）。
A cos kxB e –kxC e –ikxD 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.D 、粒⼦处于静⽌状态9、氢原⼦处于下列各状态 (1)ψ2px (2) ψ3dxz (3) ψ3pz (4) ψ3dz 2 (5)ψ322 ，问哪些状态既是M 2算符的本征函数，⼜是M z 算符的本征函数?( c )A. (1) (3)B. (2) (4)C. (3) (4) (5)D. (1) (2) (5) 10、+He 离⼦n=4的状态有（ c ）（A ）4个（B ）8个（C ）16个（D ）20个 11、测不准关系的含义是指（ d ） (A) 粒⼦太⼩，不能准确测定其坐标； (B)运动不快时，不能准确测定其动量(C) 粒⼦的坐标的动量都不能准确地测定；（D ）不能同时准确地测定粒⼦的坐标与动量12、若⽤电⼦束与中⼦束分别作衍射实验，得到⼤⼩相同的环纹，则说明⼆者（ b ） (A) 动量相同 (B) 动能相同 (C) 质量相同13、为了写出⼀个经典⼒学量对应的量⼦⼒学算符，若坐标算符取作坐标本⾝，动量算符应是(以⼀维运动为例) （ a ）(A) mv (B) i x ?? (C)222x ?-? 14、若∫|ψ|2d τ=K ，利⽤下列哪个常数乘ψ可以使之归⼀化：（ c ）(A) K (B) K 2 (C) 1/K15、丁⼆烯等共轭分⼦中π电⼦的离域化可降低体系的能量，这与简单的⼀维势阱模型是⼀致的，因为⼀维势阱中粒⼦的能量（ b ）(A) 反⽐于势阱长度平⽅ (B) 正⽐于势阱长度 (C) 正⽐于量⼦数16、对于厄⽶算符, 下⾯哪种说法是对的（ b ）(A) 厄⽶算符中必然不包含虚数 (B) 厄⽶算符的本征值必定是实数(C) 厄⽶算符的本征函数中必然不包含虚数17、对于算符?的⾮本征态Ψ（ c ）(A) 不可能测量其本征值g . (B) 不可能测量其平均值.(C) 本征值与平均值均可测量，且⼆者相等18、将⼏个⾮简并的本征函数进⾏线形组合，结果（ b ）(A) 再不是原算符的本征函数(B) 仍是原算符的本征函数，且本征值不变 (C) 仍是原算符的本征函数，但本征值改变19. 在光电效应实验中，光电⼦动能与⼊射光的哪种物理量呈线形关系：( B )A .波长B. 频率C. 振幅20. 在通常情况下，如果两个算符不可对易，意味着相应的两种物理量( A)A ．不能同时精确测定B ．可以同时精确测定C ．只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定 21. 电⼦德布罗意波长为(C )A ．λ=E /h B. λ=c /ν C. λ=h /p 22. 将⼏个⾮简并的本征函数进⾏线形组合，结果( Ａ） A ．再不是原算符的本征函数B ．仍是原算符的本征函数，且本征值不变C ．仍是原算符的本征函数，但本征值改变23. 根据能量-时间测不准关系式，粒⼦在某能级上存在的时间τ越短，该能级的不确定度程度ΔE （Ｂ）A ．越⼩ B. 越⼤ C.与τ⽆关24. 实物微粒具有波粒⼆象性, ⼀个质量为m 速度为v 的粒⼦的德布罗意波长为:A .h/(mv)B. mv/hC. E/h25. 对于厄⽶算符, 下⾯哪种说法是对的 ( B )A ．厄⽶算符中必然不包含虚数B ．厄⽶算符的本征值必定是实数C ．厄⽶算符的本征函数中必然不包含虚数 26. 对于算符?的⾮本征态Ψ (A ) A ．不可能测得其本征值g. B ．不可能测得其平均值.C ．本征值与平均值均可测得，且⼆者相等 27. 下列哪⼀组算符都是线性算符：( C )A ． cos, sinB ． x, logC ． x d dx d dx,,22⼆填空题1、能量为100eV 的⾃由电⼦的德布罗依波波长为( 122.5pm )2、函数：①xe ，②2x ，③x sin 中，是算符22dxd 的本征函数的是（ 1，3 ），其本征值分别是（ 1，—1；）3、Li 原⼦的哈密顿算符，在（定核）近似的基础上是:（()23213212232221223222123332?r e r e r e r e r e r e mH +++---?+?+?-= ）三简答题1. 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光⼦的能量。
结构化学习题集答案
结构化学习题集答案习题选答习题11.2 600nm(红), 3.31310-19J, 199KJ2mol-1550nm(黄), 3.61310-19J, 218KJ2mol-1400nm(蓝), 4.97310-19J, 299KJ2mol-1200nm(紫), 9.93310-19J, 598KJ2mol-11.3 6.51310-34J2s1.4 (1)100eV电⼦ 122.6pm(2)10eV中⼦ 9.03pm(3)1000m/sH原⼦0.399nm1.5 ⼦弹~10-35m, 电⼦~10-6m1.6 Dx=1.226310-11m<< 10-6m1.8 (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.1.101.12 , 本征值为±√B1.131.16 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) = l/2, (3)=01.19 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22.1 (1) E0=-13.6eV, E1=-3.4eV.(2) =3a0/2 ,=02.4 ψ1s波函数在r=a0, 2a0处⽐值为2.718ψ2在r=a0, 2a0处⽐值为7.389.2.6 3d z2 , 3d xy各有2个节⾯: 3d z2是2个圆锥节⾯, 3d xy是XZ,YZ⾯.2.9 (1) 2p轨道能量为-3.4eV ⾓动量为(2) 离核平均距离为5a0.(3) 极⼤值位置为4a0.2.102.11 ; He+ a0/2, F8+ a0/9.2.13(1)径向分布函数最⼤值离核距离a0/3,(2)电⼦离核平均距离为a0/2.(3) 因⽆电⼦相关, 2s, 2p态能量相同., 磁矩为2.15 轨道⾓动量为12.17 (1) N 原⼦价电⼦层半充满, 电⼦云呈球状分布.(2)基态谱项为4S, ⽀项为4S3/2(3)2p23s1光谱项: p2—3P,1D,1S, s1—2S, 偶合后4P, 2P, 2D, 2S. 2.19 Al S K Ti Mn基态谱项2P 3P 2S 3F 6S光谱⽀项2P1/23P22S1/2 3F2 6S5/22.20 C(2p13p1): 3D, 1D, 3P, 1P, 3S, 1S.Mg(3s13p1): 3P,1PTi(3d34s1): 5F,3F,5P,3P,3H,1H,3G,1G,3F,1F,3D,1D,3P,1P2.21 3d84s2态含3F4谱项2.22 I1=5.97eV , I2=10.17eV .习题33.2 CO: C∞, ∞个σv ;CO2: C∞, ∞个C2, ∞个σv, σh.3.3 顺丁⼆烯: C2, σv, σv/;反丁⼆烯: C2, σh, I3.4 (1)菱形: C2, C2', C2”, σh " D2h;(2) 蝶形: C2, σv, σv' "C2v(3) 三棱柱: C3,3C2,3σv, σh" D3h;(4) 四⽅锥: C4, 4σv" C4v(5) 圆柱体: C∞, ∞个C2, ∞个σv, σh. "D∞h(6) 五棱台: C5,5σv" C5v3.53.6 E,{C31, C32},{C2,C2',C2”},σh, {S31,S32}, {σv, σv', σv”}3.73.8 苯D6h; 对⼆氯苯D2h ; 间⼆氯苯C2v; 氯苯C2v; 萘D2h3.9 SO2 C2v, P4 T d, PCl5 D3h, S6(椅式) D3d，S8 D4d, Cl2 D∞h3.10 ①D2h②C2v ③D3h④C2v⑤D2h3.14 CoCl4F23+分⼦有2种异构体, 对⼆氟异构体为D4h, 邻⼆氟异构体为C2v3.15 ①C s②C2v③C s④C4v⑤D2h⑥C2v⑦C i⑧C2h3.16 (1) C60 I h⼦群: D5d, D5, C5v, C5, D3h, D3, C3v, C3等.(2) ⼆茂铁D5d,⼦群D5, C5v等.(3)甲烷T d, ⼦群C3v, C3, D2d, D2等.3.17 ①C3O2直线形D∞h②双氧⽔C2③NH2NH2鞍马型C2V ④F2O V形C2v ⑤NCCN 线形D∞h 3.18 8.7(邻), 5.0310-30C﹒m (间), 0 (对)3.20 ①~⑧均⽆旋光性; ①、③船式、⑦、⑧有偶极矩, 其余⽆。
结构化学课后习题答案
结构化学课后习题答案结构化学是化学学科中的一个重要分支，它主要研究原子、分子以及晶体的结构和性质。
课后习题是帮助学生巩固和深化课堂知识的重要手段。
以下是一些结构化学课后习题的答案示例，请注意，这些答案仅为示例，具体习题的答案需要根据实际的习题内容来确定。
习题一：原子轨道的基本概念1. 描述s、p、d、f轨道的基本形状和特征。
- s轨道：球形，对称性高，只有一个轨道。
- p轨道：哑铃形，有两个主瓣，对称性较低，有三个轨道。
- d轨道：具有更复杂的形状，如四叶草形等，有五个轨道。
- f轨道：形状更为复杂，有七个轨道。
2. 解释原子轨道的量子数。
- 主量子数n：决定电子层，n越大，电子离原子核越远。
- 角量子数l：决定轨道形状，l的不同值对应不同的轨道类型。
- 磁量子数m：决定轨道在空间的取向。
- 自旋量子数s：描述电子自旋状态。
习题二：分子几何结构1. 描述价层电子对互斥理论（VSEPR）的基本原理。
- VSEPR理论基于电子对的排斥作用，认为电子对会尽可能地分布在原子周围，以减少排斥力，从而形成稳定的分子几何结构。
2. 根据VSEPR理论，预测CO2分子的几何形状。
- CO2分子中，碳原子有两个双键氧原子，没有孤对电子，根据VSEPR理论，分子呈线性结构。
习题三：晶体结构1. 解释晶体的布拉维格子和晶系。
- 布拉维格子：描述晶体中原子排列的几何结构，有简单立方、体心立方、面心立方等。
- 晶系：根据晶体的对称性，晶体可以分为立方晶系、四方晶系、六方晶系等。
2. 描述面心立方（FCC）晶体的特点。
- FCC晶体中，每个原子周围有12个相邻原子，形成紧密堆积结构，具有较高的对称性和密堆积度。
习题四：化学键1. 区分离子键、共价键和金属键。
- 离子键：由正负离子之间的静电吸引形成。
- 共价键：由原子间共享电子对形成，常见于非金属元素之间。
- 金属键：由金属原子与自由电子云之间的相互作用形成。
2. 描述氢键的特点及其在分子间作用中的影响。
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《结构化学》第二章习题答案2001ψψE r εe mh =⎥⎦⎤⎢⎣⎡π-∇π-20222438 式中：z y x ∂∂+∂∂+∂∂=∇2222222r = ( x 2+ y 2+ z 2)1/22002(a) -13.6 eV; (b) 0; (c) 0; (d) 2,0,0; (e) 02003(1) r = a 0/ 3 , (2) <r > = a 0/2 , (3) ()27 ,0302a r ψπ=→2004()j i E r εe r εe m h ψψi i j ij i i i ≠=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡π+π-∇π-∑∑∑∑====2 41414102024122421448 2005(a) 0 (b) 0 (c) 2.618 a 0 2006 不对。
2007 不对。
2008 2 2009 (a) n , l (b) l , m (c) m 2010 (D)2011 (C) 根据Φ函数的单值性可确定│m │的取值为 0, 1, 2,...,但不能确定 其最大取值 l , │m │的最大值是由Θ方程求解确定的。
2012不对。
2013 不对。
2014否。
2015 否。
2016 n =3, l =1, m =0 。
2017 τM Mψψd ˆ*3sp2sp 23⎰= 根据正交归一化条件()π⎪⎭⎫ ⎝⎛=π=2232232122h M h M2018 (1) (-1/4)³13.6 = -3.4 eV (2) ()π2=π⨯=hh M 22 (3) 90° 2019将波函数与 H 原子一般波函数比较可得 : n = 3 , l = 2 ,E = (-1/9)³13.6 eV = - 1.51 eV π=26h M 该波函数为实函数, z xy Md ψψi23232320--=无确定值, 求平均值如下 :()()022212221=π-⨯+π⨯=h h M z 2020⎰⎰==τV τV V ψψψd d 2*r υθθr r εe a a r d d d sin 4e 12022020300⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π-π=-∞ππ⎰⎰⎰0024a εe π-=2021(1) ψψψE rεe m h =π-∇π-20222438 (2) 能量相同2022()()m h M m υzΦi e 212i ˆi 21±ππ=±()π±=π±=±2e 2i 23hm υhm m υπ2hm 为确定的常数, 则复函数 ()m υΦi 21e 21-π=是算符 z M ˆ 的本征函数。
按相似方法进行运算, 对实函数得不到常数乘 原函数,故不是zM ˆ的本征函数。
2023 <1/r > = 1 / a 0 <V > = - e 2/ a 0 E = T + V = - e 2/ 2a 0 <T > = e 2/ 2a 02024证 : 因为 s 态波函数仅为半径 r 的函数 ,VT Z V E T -Z τV V r z r r r r V T H 22ψψ 212d 21ˆˆˆs 1s 122-==-===-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂-=+=⎰则2025考虑到波函数的正交性和归一化可得()()()222222233321R c R c R c E -+-+-=R 为里德堡常数 (13.6 eV)()()π-+⨯+π=π+π+=π+π+π=2022622 222622232221222321232221h c c h c M h c h c c h c h c h c M z2026 在 x 轴和 y 轴均无确定值 ， 其平均值均为 0 2027π±π,±22,0h h2028 l : 0, 1, 2, 3 m : 0,±1, ±2, ±3 m s : ±1/2 总的可能状态数：2 ( 1 + 3 + 5 + 7 ) = 32 种总的可能状态数：2 ( 1 + 3 + 5 + 7 ) = 32 种2029 玻尔模型: π=2nh M , 能量是由此推算而得 ,量子力学: M = 0 , 能量由解薛定谔方程得到 。
2030 (a)()R c c c 944321222++- (b) 出现在π22h 的概率为 1(c) ()π-22322h c c 2031 (a)()R c c c 944321222++- (b) c 12+ c 22(c)2(d) 1 (e)c c 3222-(f) 0 2032 (a) A, B, C (b) A, B, C (c) A, C 20331s, 2s, 3s, 2p z , 3p z , 32d z2034 (a) -1.511(b) r 及θ (c) 能量以及角动量大小 2035(a) -1.51 eV (b)π26h (c) 66°2036(D)2037(A)2038(A)2039(C) 2040 不对, l 确定后, 轨道角动量的大小是能确定的, 但其方向不能确定。
2041 是。
2042不对。
m 相同的轨道, l 值不一定相同, 所以角动量不一定相等. 2043()()υθr y x y x Y R ψ,2222d 2,4d4--=径向部分()r R 2,4 有一个节面, 其方程是 r = 120 a 0/Z ,角度部分()()222d 22y x r N y x Y -=-x 2- y 2= 0 得 x = ±y ,得角度部分有两个节面, 其方程分别是 x = y ; x = -y 22d4y x ψ-共有 3 个节面, 把空间分成 8 个部分.2044()()︒=︒=4590p 2p 2θθzzψ= sin 290︒/ sin 245︒= 2 概率之比是2。
20457618.0 d e 4 d d d sin 0020223020221s ===⎰⎰⎰⎰-∞ππ0a a r rr a rυθθr P ψ2046r υθθθr r αP a r d d d sin cos e 321220202250⨯π=⎰⎰⎰∞π︒450- = 0.3232 2047电子云极大值位置即ψ极值位置, 根据()︒︒=-=∂∂=∂∂===⨯∂∂=∂∂-1800sin cos 2120e 0020,θ,θc θθc θa ,r a r r rc θψψa r所以 , 电子云极大值在 z 轴上 , 距核为 2a 0 处. 2048022023003s26d e 212210a r a r a r ra r =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-∞⎰022023003p25d e 16210a r a r a r ra r =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-∞⎰ 平均来说, 2p 电子离核比 2s 电子要近。
2049 (1) 0.764a 0, 5.236a 0(2) 0, 4a 0 (3) 2a 0 2050Z1a.u. 2052 (1) 0 (2) a 0/ 2 (3) a 0/ 3 (4) 相等 (5) 122.4 eV2053 参看 《 结构化学基础 》 (周公度编著) p.58 2054参看 《 结构化学基础 》 (周公度编著) p.58 2055参看 《 结构化学基础 》 (周公度编著) p.58 2056 参看 《 结构化学基础 》 (周公度编著) p.54 2058(1) 1 个节面 , 位置在通过坐标原点的 xoy 面上 , 平面形。
(2) 在 z 轴上 , 距原点 2a 0处。
(3) 略 2059(a) 根据径向部分节面数定义: n - l – 1， 则为 0 (b) 角度部分节面数为 l , 即 2 (a) -3.4 eV (b) 电子云 (c)θ2cos 4π3或与θ2cos 成正比 2059 (a) 根据径向部分节面数定义: n - l – 1， 则为 0 (b) 角度部分节面数为 l , 即 2 (a) -3.4 eV (b) 电子云 (c)θ2cos 4π3或与θ2cos 成正比 2062 (a)22)(r r r nlnl R D ⎪⎭⎫ ⎝⎛= (b) ⎰+⎪⎭⎫ ⎝⎛1002200d a anlr r r R 2063(a) 核附近 (b) 离核 a 0处 2064 (a) 一样 (b) 不一样2065 (a) 2 (b) -1.51 eV (c) ( 6 )1/2 h /π2 (d) 65.902066 (a) 3 (b) 1 (c) 02067(D)2068(D)2069(C) 2070(C)2071(B)2072(D) 2073(D)2074全部为 ( 非 ) 。
2075 不对。
2076不对。
2077 不对。
2078 (1) eV 5.54eV 26.132H e -=⨯-=+E(2) 由 ()3.0,61.782126.132=-=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡--σσ得()()eV33.13 eV 23.016.13eV 2126.1322H -=⨯-⨯-=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-σE2079He 原子薛定谔方程为()ψψE r e r e r e εm h =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+π-∇+∇π-2122121202221222418 中心力场模型把原子核和两个电子所形成的势场看作是个中心力场, 只是离核距离的函数。
当用光激发时, 根据跃迁选律: △S =0 ,△L =±1 。
其最低 激发态为 1s 12p 1, 该状态的轨道角动量 │M │= [ l (l +1)]1/2 π2h = π2h 2080基态 He 原子的 Slater 行列式波函数为()()()()()()()()22s 122s 111s 111s 121βαβα=ψHe 原子第一激发态的 Slater 行列式波函数为()()()()()()()()22s 222s 111s 211s 1211αααα=ψ ()()()()()()()()22s 222s 111s 211s 1212βαβα=ψ()()()()()()()()22s 222s 111s 211s 1213αβαβ=ψ()()()()()()()()22s 222s 111s 211s 1213ββββ=ψ2081()()()()()()()()()()()()()()()()4s 23s 22s 21s 24s 23s 22s 21s 24s 13s 12s 11s 14s 13s 12s 11s 1!4ββββααααββββαααα2082 ()ψψE r e r e r e εm h =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+π-∇+∇π-2122121202221222418 2083 (a) -13.6 eV (b) -3.4 eV (c) -4.5 eV (d) -13.6 eV2084 E 1> E 2> E 32086 (A) 2087(A)2088(C)2089( 非) 2090 ( 是 )2091 (1) ()()()2,12,12212111122221ψψE r r r =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+∇+∇- (2)()()()()()()()[]1221212s 11s 12,1βαβαψ-= (3) eV 6.782s 1H e -==E E (4)ρ= 2[1s(1)]2, 由于 [1s]2 是球对称的, 所以氦原子基态电子云 是球对称的 。