结构化学计算题
高中化学结构试题及答案
高中化学结构试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子核外电子排布遵循的规律是：A. 能量最低原理B. 泡利不相容原理C. 洪特规则D. 以上都是2. 以下哪种元素的原子半径最大？A. 氢B. 氧C. 钠D. 氯3. 离子键和共价键的主要区别在于：A. 离子键是金属和非金属元素形成的，共价键是非金属元素形成的B. 离子键是正负离子间的静电吸引，共价键是原子间共享电子对C. 离子键是正负离子间的化学键，共价键是物理键D. 离子键是原子间的化学键，共价键是分子间的化学键4. 以下哪种化合物是共价化合物？A. NaClB. CaF2C. H2OD. MgO5. 以下哪种化合物是离子化合物？A. CO2B. N2C. NaClD. O2二、填空题（每题2分，共10分）6. 根据原子核外电子的排布规律，元素周期表中第______周期的元素最多可以容纳______个电子。
7. 稀有气体的原子具有______电子的稳定结构，因此它们通常不与其他元素发生化学反应。
8. 碳原子的电子排布为1s²2s²2p²，其最外层电子数为______。
9. 离子化合物中，正负离子之间的相互作用力是______。
10. 共价化合物中，原子之间通过______形成化学键。
三、简答题（每题5分，共20分）11. 请简述原子核外电子的排布遵循的四个原则。
12. 什么是价电子？价电子在化学反应中的作用是什么？13. 请解释什么是化学键，并简述离子键和共价键的区别。
14. 为什么说水是极性分子？请举例说明。
四、计算题（每题10分，共20分）15. 某化合物中含有0.05摩尔的氢原子和0.03摩尔的氧原子，试计算该化合物的摩尔质量。
16. 已知某元素的原子量为56，其原子核外有26个质子，其余为中子。
请计算该元素原子的相对原子质量，并判断其属于哪一周期哪一族。
五、实验题（每题15分，共15分）17. 描述如何使用原子吸收光谱法测定溶液中某金属离子的浓度。
结构化学计算题
计算题 ( 附答案 )1. 5 分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200？kV ，计算电子加速后运动时的波长。
2. 10 分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 M ˆ=M ˆz =-i π2h φ∂∂。
3. 10 分分子CH 2CHCHCHCHCHCHCH 2中的π电子可视为在长为8R c-c 的一维势箱中运动的自由粒子。
分子的最低激发能是多少？它从白色光中吸收什么颜色的光；它在白光中显示什么颜色？ (已知 R c-c=140 pm)4. 10 分试证明三维势箱中粒子的平均位置为(a /2， b /2， c /2)。
5. 10 分①丁二烯 和②维生素A 分别为无色和橘黄色，如何用自由电子模型定性解释。
②已知丁二烯碳碳键长为1.35×10-10？nm(平均值)，维生素A 中共轭体系的总长度为1.05？nm(实验值)。
6. 10 分已知 Li 2+ 的 1s 波函数为32130s 1e 27a r -α⎥⎦⎤⎢⎣⎡π=ψ(1)计算 1s 电子径向分布函数最大值离核的距离；(2)计算 1s 电子离核平均距离；(3)计算 1s 电子概率密度最大处离核的距离。
（10!d e +∞-=⎰n ax n a n x x ）7. 10 分已知类氢离子 sp 3杂化轨道的一个波函数为：x p s 3sp 2321φφψ+= 求这个状态的角动量平均值的大小。
8. 10 分电离1mol 自由铜原子得1mol Cu +，需能量为746.2 kJ ，而由铜晶体电离获1 mol Cu +仅消耗 434.1 kJ 能量。
(1) 说明上述两电离过程所需能量不同的原因；(2) 电离 1 mol 铜晶体所需照射光的最大波长是多少？(3) 升高温度能否大大改变上述两电离过程所需能量之差？9. 5 分波函数具有节面正是微粒运动的波动性的表现。
高中结构化学试题及答案
高中结构化学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子半径最大的元素是：A. 氢B. 氧B. 钠D. 氟2. 以下哪个元素的电子排布不是按照能量最低原理排列的？A. 氢B. 锂C. 氮D. 氧3. 化学键中，哪种键的性质是“头对头”的？A. 离子键B. 共价键C. 金属键D. 氢键4. 以下分子中，哪个是极性分子？A. CO2B. CH4C. H2OD. C2H45. 以下哪种化合物属于共价化合物？A. NaClC. H2OD. Fe6. 原子核外电子的排布遵循哪一条规则？A. 能量最低原理B. 泡利不相容原理C. 洪特规则D. 所有上述规则7. 以下哪种物质是离子晶体？A. 金刚石B. 石墨C. 食盐D. 干冰8. 以下哪种物质是金属晶体？A. 金刚石B. 石墨C. 铜D. 石英9. 以下哪种物质是分子晶体？A. 金刚石B. 石墨C. 铜D. 冰10. 以下哪种物质是原子晶体？A. 金刚石B. 石墨D. 冰答案：1. C 2. D 3. B 4. C 5. C 6. D 7. C 8. C 9. D 10. A二、填空题（每空1分，共10分）11. 原子中电子数等于________，质子数等于________。
12. 化学键的类型主要有________、________和金属键。
13. 根据分子的极性，分子可以分为________分子和极性分子。
14. 离子晶体是由________构成的，而金属晶体是由________构成的。
15. 原子晶体具有高硬度和高熔点的特性，这是因为它们具有________结构。
答案：11. 中子数，质子数 12. 离子键，共价键 13. 非极性 14. 离子，金属原子 15. 紧密排列的原子三、简答题（每题5分，共10分）16. 请简述什么是共价键，并给出一个例子。
17. 请解释什么是金属键，并说明金属晶体的一般特性。
答案：16. 共价键是由两个原子之间共享一对电子而形成的化学键。
结构化学 习题
19. 10 分(5033)用Huckel MO 法，求烯丙基的(1) π电子能级；(2)π分子轨道；(3) 电荷密度；(4) 键级。
20. 10 分(2258)2258 确定下列体系基态的多重性。
(1) a=2b，二维势箱中10个电子；(2) a=b=c，三维势箱中11个电子；(3) Cr(Z=24)原子的基谱项。
四、问答题( 共1题10分)21. 10 分(4106)以正方体各条棱的中点为顶点构成的多面体有多少个顶点、多少条棱、多少个面？这些面中有无正三边形、正方形、正五边形和正六边形？若有，有几个？给出该多面体所具有的全部对称元素和所属点群。
写出Li原子的哈密顿算符，并说明每一项的物理意义。
若氢原子处于310ψ状态，试计算它的能量E ，轨道角动量M ，轨道角动量和Z 轴的夹角，并指出该状态波函数的节面个数、位置和形状，以及概率密度最大值的位置。
氢原子波函数()都是归一化的和波函数φϕφφφϕ1,1,331,1,220,1,21-++=c c c 所描述的状态的能量平均值是多少原子单位？能量为81-原子单位的状态出现概率是多少？角动量平均值是多少 ？角动量为2的状态出现概率是多少？角动量在Z 轴上分量为2 的状态出现概率为多少？已知氦原子的第一电离能I 1 = 24.59eV ，试计算⑴ 第二电离能；⑵ 在1s 轨道上两个电子的互斥能；⑶ 有效核电荷；⑷ 屏蔽常数用斯莱特屏蔽模型方法计算Be 原子的第一电离能I ，并估计Be 原子的2s 轨道能量。
写出下列原子的光谱基项（即基态光谱支项）：⑴ Mg ；⑵ Cr ；⑶ Ni ；⑷ Si ；⑸ Co 。
(8-26)2-38 推导出下列组态对应的光谱项：⑴11d p ；⑵11d d ；⑶11f p ；⑷ 111d p s ；⑸111p p p ；假如原子A 以轨道yz d ，原子B 以轨道p x 、p y 或p z 沿着z 轴（键轴）相重叠，试问B 原子中哪些p 轨道能与A 原子的yz d 有效组成分子轨道，哪些不能？为什么？若A 原子是以22y x xy d d -或参加成键呢？结果又如何？请写出、2Cl HCl CN O 2、、-+的分子轨道式，并说明是顺磁性还是逆磁性分别用分子轨道法和价键理论简要地讨论N2和CO的分子结构，并比较它们所得结论的异同。
结构化学练习题及答案
结构化学练习题一、 填空题 试卷中可能用到的常数：电子质量×10-31kg, 真空光速×, 电子电荷×10-19C,Planck 常量×, Bohr 半径×10-11m, Bohr 磁子×, Avogadro 常数×1023mol -11. 导致"量子"概念引入的三个着名实验分别是 ___, ________ 和__________.2. 测不准关系_____________________;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 ,此时原子不辐射能量,从 向 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 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 ;中,a 称为力学量算符A ˆ的 ; 5. 方程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 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 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 ;9. He +离子的薛定谔方程为 ;10. 钠的电子组态为1s 22s 22p 63s 1,写出光谱项______,光谱支项__________;11. 给出下列分子所属点群：吡啶_______,BF 3______,NO 3-_______,二茂铁_____________;12. 在C 2+,NO,H 2+,He 2+,等分子中,存在单电子σ键的是________,存在三电子σ键的是__________,存在单电子π键的是________,存在三电子π键的是_____________;13. 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价电子组态,键级,磁性;O 2的价电子组态___1σg 21σu 22σg 22σu 23σg 21πu 41πg 2_Be 2 3σg 21πu 41πg 2_键级__2___磁性_____; NO 的价电子组态____1σ22σ23σ24σ21π45σ22πKK1σ22σ21π43σ22π___键级磁性________顺磁性__________;14. d z 2sp 3杂化轨道形成__________________几何构型;d 2sp 3杂化轨道形成____________________几何构型;15. 原子轨道线性组合成分子轨道的三个原则是_______,_________和_______16. 事实证明Li 的2s 轨道能和H 的1s 轨道有效的组成分子轨道,说明原因 、 、 ;17. 类氢体系的某一状态为Ψ43-1,该体系的能量为 eV,角动量大小为 ,角动量在Z 轴上的分量为 ;18. 两个能级相近的原子轨道组合成分子轨道时,能级低于原子轨道的分子轨道称为 ;19. 对于简单的sp 杂化轨道,构成此轨道的分子一般为 构型;20. 按HMO 处理, 苯分子的第_ __和第____个分子轨道是非简并分, 其余都是 ___ 重简并的;21. 按晶体场理论, 正四面体场中, 中央离子d 轨道分裂为两组, 分别记为按能级由低到高_____和______, 前者包括___,后者包括______ ψψa A =ˆ22. 分子光谱是由分子的______能级跃迁产生的;其中远红外或微波谱是由________能级跃迁产生的；近红外和中红外光谱带是由_____能级跃迁产生的;紫外可见光谱带是由____能级跃迁产生的;23. NaCl 晶体中负离子的堆积型式为_____,正离子填入_____的空隙中;CaF 2晶体中负离子的堆积型式为_____,正离子填入_____的空隙中;24. 点阵结构中每个点阵点所代表的具体内容,包括原子或分子的种类和数量及其在空间按一定方式排列的结构,称为晶体的 ;二、 选择题每题 2 分,共 30 分1. 下列哪一项不是经典物理学的组成部分a. 牛顿Newton 力学b. 麦克斯韦Maxwell 的电磁场理论c. 玻尔兹曼Boltzmann 的统计物理学d. 海森堡Heisenberg 的测不准关系2. 根据Einstein 的光子学说,下面哪种判断是错误的a. 光是一束光子流,每一种频率的光的能量都有一个最小单位,称为光子b. 光子不但有能量,还有质量,但光子的静止质量不为0c. 光子具有一定的动量d. 光的强度取决于单位体积内光子的数目,即,光子密度3. 下面哪种判断是错误的a. 只有当照射光的频率超过某个最小频率时,金属才能发身光电子b. 随着照射在金属上的光强的增加,发射电子数增加,但不影响光电子的动能c. 随着照射在金属上的光强的增加,发射电子数增加,光电子的动能也随之增加d. 增加光的频率,光电子的动能也随之增加4. 根据de Broglie 关系式及波粒二象性,下面哪种描述是正确的a. 光的波动性和粒子性的关系式也适用于实物微粒b. 实物粒子没有波动性c. 电磁波没有粒子性d. 波粒二象性是不能统一于一个宏观物体中的5. 下面哪一个不是由量子力学处理箱中粒子所得的受势能场束缚粒子共同特性a. 能量量子化b. 存在零点能c. 没有经典运动轨道,只有几率分布d. 存在节点,但节点的个数与能量无关6. 粒子处于定态意味着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的状态d. 粒子处于静止状态7. 下列各组函数可作为算符的本征函数的是： 22dx dA. xy 2B. x 2C. sin xD. x 2 + cos x8、测不准关系的含义是：A. 粒子太小,不准确测定其坐标B. 运动不快时,不能准确测定其动量C. 粒子的坐标和动量都不能准确测定D. 不能同时准确地测定粒子的坐标与动量9.下列函数是算符d /dx 的本征函数的是： ；本征值为： ;A 、e 2xB 、cosXC 、loge xD 、sinx 3E 、3F 、-1G 、1H 、210. Ψ32-1的节面有 B 个,其中 D 个平面;A 、3B 、2C 、1D 、011. Fe 的电子组态为：3d 64s 2,其能量最低的光谱支项为：a. 45Db. 23Pc. 01Sd. 05D12. n=3能层中最多可以充填多少电子a. 9b. 12c. 15d. 1813. 氢原子的3s 、3p 、3d 、4s 轨道能级次序为A.d s p s E E E E 3433<<< B. d s p s E E E E 3433<<= C. s d p s E E E E 4333<== D. sd p s E E E E 4333<<< 14. 波恩对态函数提出统计解释：在某一时刻t 在空间某处发现粒子的几率与下面哪种形式的态函数成正比;A ．︱ψ︱ B. ︱ψ︱2 C. ︱ψ︱ D. xy ︱ψ︱15. 对氢原子Ф方程求解,指出下列叙述错误的是A. 可得复数解Фm = exp im , m = ± mB. 将两个独立特解线性组合可得到实数解C. 根据态函数的单值性,确定m = 0,±1,±2,…±lD. 根据归一化条件= 1, 求得A=16. R n,l r-r 图中,节点数为A. n-1个B. n-l-1个C. n-l+1个D. n-l-2个17. 下面说法正确的是A. 凡是八面体配合物一定属于O h 点群B. 凡是四面体构型的分子一定属于T d 点群C. 异核双原子分子一定没有对称中心D. 在分子点群中对称性最低的是C 1点群,对称性最高的是O h 点群18. 下列分子中偶极距不为零的分子是A. BeCl 2B. BF 3C. NF 3D. CH 3+19. 在LCAO-MO 方法中,各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定A. 组合系数C ijB. C ij 2C. C ijD. C ij-20. 2,4,6-三硝基苯酚是平面分子,存在离域π键,它是 A. Π B. Π C. Π D. Π21. 下列分子或离子中不是sp 3杂化的是A. H 2SB. BCl 3C. PCl 3D. NH 4+22. 按价电子互斥理论,下列哪个分子成四面体形状A. XeF 4B. XeO 4C. ICl 4-D. BrF 4-23. 金属铜为A1结构,其晶胞型式和结构基元分别是A ．立方面心,4个Cu 原子 B. 立方体心,2个Cu 原子C. 立方体心,1个Cu 原子D. 立方面心,1个Cu 原子24. 通过变分法处理氢分子离子体系,计算得到的体系能量总是：A 、等于真实体系基态能量B 、大于真实体系基态能量C 、不小于真实体系基态能量D 、小于真实体系基态能量25. 分子的Raman 光谱研究的是a. 样品吸收的光b. 样品发射的光c. 样品散射的光d. 样品透射的光26. 按分子轨道理论, 下列分子离子中键级最大的是a. F 2b. F 22+c. F 2+d. F 2-27. 价键理论处理H 2时, 试探变分函数选为a. =c 1a 1+c 2b 2b. =c 1a 1 b 1+c 2a 2 b 2c. =c 1a 1 b 2+c 2a 2 b 1d. =c 1a 1 a 2+c 2b 1 b 228.下面那种分子电子离域能最大A 已三烯B 正已烷C 苯D 环戊烯负离子29. 属于那一点群的分子可能有旋光性A C sB D hC O hD D n 30. N N 分子属所属的点群为a. C 2hb. C 2vc. D 2hd. D 2d 31. C C C R 1R R 1R 2 分子的性质为a. 有旋光性且有偶极矩b. 有旋光性但无偶极矩c. 无旋光性但有偶极矩d. 无旋光性且无偶极矩32. 某d8电子构型的过渡金属离子形成的八面体络合物, 磁矩为8B, 则该络合物的晶体场稳定化能为a. 6Dqb. 6Dq-3Pc. 12Dqd. 12Dq-3P33. ML6络合物中, 除了配键外, 还有配键的形成, 且配位体提供的是低能占据轨道, 则由于配键的形成使分裂能a. 不变b. 变大c. 变小d. 消失34. ML8型络合物中,M位于立方体体心,8个L位于立方体8个顶点,则M的5个d轨道分裂为多少组a. 2b. 3c. 4d. 535. 平面正方形场中,受配位体作用,能量最高的中央离子d轨道为36.八面体络合物ML6中,中央离子能与L形成键的原子轨道为、d xz、d yz b. p x、p y、p z、d xz、p x、p z d. a和b37. 根据MO理论,正八面体络合物中的d 轨道能级分裂定义为a. Ee g-Et2g e g-Et2g t2g-Ee g t2g-E eg39. 与b轴垂直的晶面的晶面指标可能是：-----------------------------Ａ０１１Ｂ１００Ｃ０１０Ｄ００１40. 下列络合物的几何构型哪一个偏离正八面体最大 ------------------------------------(A)六水合铜Ⅱ B 六水合钴ⅡC 六氰合铁ⅢD 六氰合镍Ⅱ41. 对于"分子轨道"的定义,下列叙述中正确的是：-----------------A 分子中电子在空间运动的波函数B 分子中单个电子空间运动的波函数C 分子中单电子完全波函数包括空间运动和自旋运动D 原子轨道线性组合成的新轨道42. 红外光谱由分子内部能量跃迁引起;A、转动B、电子-振动C、振动D、振动-转动43. CH4属于下列哪类分子点群：A、TdB、D ohC、C3vD、C S44. 晶包一定是一个：A、八面体B、六方柱体C、平行六面体D、正方体45. 312晶面在a,b,c轴上的截距分别为：A、3a, b, 2cB、3a, 6b, 2cC、2a, 6b, 3cD、3a, b, c46. 某晶体属立方晶系,一晶面截x 轴a/2,截y 轴b/3,截z 轴c/4,则该晶面的指标为A. 234B.432C.643D.21347. 特征x射线产生是由于a. 原子内层电子能级间跃迁b. 原子的价电子能级间的跃迁c. 分子振动能级间的跃迁d. 分子转动能级间的跃迁48. 国际符号42m相对应的点群熊夫利符号是A. D4hB. T dC. D2dD. C4v简答题每小题4分,共20 分1、2axxe-=ψ是算符)4(2222xadxd-的本征函数,求本征值;解：因此,本征值为 -6a;2.说明下列化合物中心原子的杂化类型、分子的几何构型及分子所属点群; NH3、 BF3、CCl4、 TiH2O6+杂化几何点群NH3、不等性sp3 三角锥 C3vBF3、 sp2平面三角形 D3hCCl4、 sp3四面体 T dTiH2O6+ d2sp3八面体 O h3. 写出+2O,2O,-2O,和-22O的键级、键长长短次序及磁性解：O2+ O2 O2- O22-键级 2 1键长 O2+ < O2 <O2- < O22-磁性顺磁顺磁顺磁抗磁4. 写出 N2+和N2的键级、键长长短次序及磁性;解： N2+ N2键级 3键长 N2+ > N2磁性顺磁抗磁5. 为什么过渡金属元素的化合物大多有颜色10分解：过渡金属配合物中,中心离子d轨道能级分裂,在光照下d电子可从能级低的d轨道跃迁到能级高的d轨道,产生d-d跃迁和吸收光谱,这种d-d跃迁产生的吸收光谱,常常在可见光区,故过度金属配合物通常都有颜色;6. 说明类氢离子3P z 状态共有多少个节面, 各是什么节面.解：类氢离子3p z,n = 3,l = 1,m = 0；共有n– 1=3-1=2个节面,径向节面n– l -1 =3-1-1=1,球面；角节面l = 1,m = 0,xoy平面7. 写出玻恩--奥本海默近似下Li+ 的哈密顿算符原子单位.8. 指出下列络合物中那些会发生姜--泰勒畸变, 为什么CrCN63- , MnH2O62+ , FeCN63- , CoH2O62+解：络合物d电子排布姜--泰勒畸变CrCN63-t2g3e g0无MnH2O62+ t2g4e g0 小畸变FeCN63- t2g5e g0 小畸变CoH2O62+ t2g5e g2 小畸变配合物中心离子的d 电子排布存在简并态,则是不稳定的,分子的几何构型发生畸变,以降低简并度而稳定于其中某一状态,即姜--泰勒畸变,若在高能级的e g 轨道上出现简并态,则产生大畸变,若在低能级的t 2g 轨道上出现简并态,则产生小畸变;9确定碳原子的基普支项解：碳原子的电子排布为：1s 22s 22p 2, 1s 22s 2是闭壳层,所以只考虑 p 2|M L | max ==1, L = 1, |M S | max = 1, L = 1, J =2,1,0,p 电子半充满前,故基普项是：3P,基普支项 3P 0 ;10. 判断下列分子中键角大小变化的次序并简要说明理由.NH 3 PH 3 AsH 3 SbH 311. 一类氢离子的波函数Ψ共有二个节面,一个是球面,另一个是xoy 面,这个波函数的n , l , m 分别是多少;四、计算题每小题 10 分,共 20 分1. 一质量为 kg 的子弹, 运动速度为300 m s -1, 如果速度的不确定量为其速度的%, 计算其位置的不确定量.解：x ==== ×1032 m2.已知H 127I 振动光谱的特征频率,转动常数为655cm -1,请求算其力常数、零点能、转动惯量和平衡核间距;解：3. 已知CoNH 362+的Δ<P, CoNH 363+的Δ>P,试分别计算它们CFSE.解：1CoNH 362+因为：Δ<P 和 d 7构型,252g g E T CFSE=5×4 Dq －2×6 Dq =8Dq2CoNH 363+因为的Δ>P 和d 6构型,062g g E T CFSE=6×4 Dq －2p= 24Dq-2p4. 用HMO 法求烯丙基自由基的离域能和基态波函数;解：烯丙基自由基结构如图：1 0 -1令x = 由HMO 法得烯丙基自由基休克尔方程：休克尔行列式方程为：展开可得： 解得：2,0,2321==-=x x x 总能量：E = 2α +β+α = 3α + 2β离域能 把21-=x 代入久期方程及1232221=++c c c ,得 同理可得：Ψ2 = 1 - 3Ψ3 = 1 -2 +3 5. H 35Cl 的远红外光谱＝, , , , ,试求其转动惯量及核间距;课本P 129 6.已知一维势箱中粒子的归一化波函数为l x n sin l )x (n πψ2=,⋅⋅⋅⋅=321,,n ,式中l 是势箱的长度,x 是粒子的坐标,求粒子在箱中的平均位置;解：由于 ∧∧≠x x c x x n n ),()(ϕϕ 无本征值,只能求粒子坐标的平均值：。
结构化学期末复习试题15套
习题5一、填空题1能量为100eV 的自由电子的德布罗依波波长为 cm 。
2、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。
3、He 原子的哈密顿算符为 4、氢原子的3Px 状态的能量为 eV 。
角动量为角动量在磁场方向的分量为 ；它有 个径向节面， 个角度节面。
5、氟原子的基态光谱项为6、与氢原子的基态能量相同的Li 2+的状态为二、计算题一维势箱基态lxl πψsin 2=，计算在2l 附近和势箱左端1/4区域内粒子出现的几率。
三、 简答题计算环烯丙基自由基的HMO 轨道能量。
写出HMO 行列式；求出轨道能级和离域能；比较它的阴离子和阳离子哪个键能大。
四、 简答题求六水合钴（钴2价）离子的磁矩（以玻尔磁子表示）、CFSE ，预测离子颜色，已知其紫外可见光谱在1075纳米有最大吸收，求分裂能（以波数表示）。
五、 简答题金属镍为A1型结构，原子间最近接触间距为2.482m 1010-⨯，计算它的晶胞参数和理论密度。
六、简答题3CaTiO 结晶是pm a 380=的立方单位晶胞，结晶密度4.103/cm g ，相对分子质量为135.98，求单位晶胞所含分子数，若设钛在立方单位晶胞的中心，写出各原子的分数坐标。
七、名词解释1、原子轨道；分子轨道；杂化轨道；2、电子填充三原则；杂化轨道三原则；LCAO-MO 三原则习题5参考答案 一、1．810225.1-⨯； 2．9; 3．()122221222212222ˆr e r e r e m H +--∇+∇-= 。
; 4．6.1391⨯-； 2；不确定；1；1。
；． 5．2/32P ；．6．3S ；3P ；3d ； 二、在2/l 的几率即几率密度=;22sin 2222l l l l l =⋅=⎪⎭⎫⎝⎛πψππππ21412sin241sin 24/024/0-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰l L lxl l l dx l x l P 三、βα21+=Eβα-==32E Eβ-=离域E , βπ2-=阴，E , βπ4-=阳，E ，可见阳离子键能大。
结构化学 习题
19. 10 分(5033)用Huckel MO 法，求烯丙基的(1) π电子能级；(2)π分子轨道；(3) 电荷密度；(4) 键级。
20. 10 分(2258)2258 确定下列体系基态的多重性。
(1) a=2b，二维势箱中10个电子；(2) a=b=c，三维势箱中11个电子；(3) Cr(Z=24)原子的基谱项。
四、问答题( 共1题10分)21. 10 分(4106)以正方体各条棱的中点为顶点构成的多面体有多少个顶点、多少条棱、多少个面？这些面中有无正三边形、正方形、正五边形和正六边形？若有，有几个？给出该多面体所具有的全部对称元素和所属点群。
写出Li原子的哈密顿算符，并说明每一项的物理意义。
若氢原子处于310ψ状态，试计算它的能量E ，轨道角动量M ，轨道角动量和Z 轴的夹角，并指出该状态波函数的节面个数、位置和形状，以及概率密度最大值的位置。
氢原子波函数()都是归一化的和波函数φϕφφφϕ1,1,331,1,220,1,21-++=c c c 所描述的状态的能量平均值是多少原子单位？能量为81-原子单位的状态出现概率是多少？角动量平均值是多少 ？角动量为2的状态出现概率是多少？角动量在Z 轴上分量为2的状态出现概率为多少？已知氦原子的第一电离能I 1 = 24.59eV ，试计算⑴ 第二电离能；⑵ 在1s 轨道上两个电子的互斥能；⑶ 有效核电荷；⑷ 屏蔽常数用斯莱特屏蔽模型方法计算Be 原子的第一电离能I ，并估计Be 原子的2s 轨道能量。
写出下列原子的光谱基项（即基态光谱支项）：⑴ Mg ；⑵ Cr ；⑶ Ni ；⑷ Si ；⑸ Co 。
(8-26)2-38 推导出下列组态对应的光谱项：⑴11d p ；⑵11d d ；⑶11f p ；⑷ 111d p s ；⑸111p p p ；假如原子A 以轨道yz d ，原子B 以轨道p x 、p y 或p z 沿着z 轴（键轴）相重叠，试问B 原子中哪些p 轨道能与A 原子的yz d 有效组成分子轨道，哪些不能？为什么？若A 原子是以22y x xy d d -或参加成键呢？结果又如何？请写出、2Cl HCl CN O 2、、-+的分子轨道式，并说明是顺磁性还是逆磁性分别用分子轨道法和价键理论简要地讨论N2和CO的分子结构，并比较它们所得结论的异同。
结构化学试题(简答题与计算题)
因为：Δ<P
和
d7
构型，
T 25g
E
2 g
CFSE=8Dq
（2）[Co(NH3)6]3+
因为的Δ>P 和 d6 构型， T26g Eg0
CFSE=24Dq-2p
3 （1）
4 195 (392.3 1012 )3 6.02 1023
1000
2.145 104 kg
/ m3
（2）
r 2a 2 392.3 1012 138.7 pm
2．判断下列分子哪些是共轭分子?
若是共轭分子写出其大π键
m n
CS.2
SO3
PCl3
H C C C H
3．右图为金刚石晶胞在 a-b 平面上的投影图（图中的 数字为碳原子的 c 轴坐标），请用规定符号在图中标出 41，43 螺旋轴的位置，(逆时针旋转方向)，并标出菱形 滑移面的位置。并指出其点阵形式。
总能量：
E 2 2 2,
离域能
DE 2 2 2 2( ) 2( 2 1) 0.828
把 x1 2 代入久期方程及 c12 c22 c32 1 ，得
1 2
1
2 2
2
1 2
3
5
k
4 2c2
4 3.142
9 1016
128
127 6.02 10
23
1000
312 Nm1
4．写出下图所示的共轭体系大键的 Huckle 行列式（按照图中标出的原子序号）.
5．某一离子晶体经鉴定属于立方晶系。晶胞参数为 4.00 Å，晶胞中顶点位置由 Mg2+所占据， 体心位置为 K+占据，所有棱心为 F-占据。 1.指出 Mg2+和 K+离子的 F-配位数。
结构化学
结构化学一、填空题1、对于微观体系，将ψ*ψ（或ψ2）称为概率密度，ψ*ψd τ为电子空间密度。
2、根据键价理论估算MgO 晶体中，Mg —O 间的距离209.9Pm ，O 2-的离子半径139.9Pm 。
（Mg 2-的离子半径为70Pm ，R o 为169.3Pm ，B 为37Pm ）3、波函数是概率波，必须满足的三个条件：连续性，归一性，单值性。
4、用Slater 方法，估算一下氧原子2p 电子的屏蔽常数为3.45，2p 原子轨道能-70.39KJ ，及2p 轨道有效半径46.52Pm 。
（a o =52.92Pm ）5、分裂能大小比较：Pt 4+>Ir 3+>Pd 4+>Rh 3+>Mo 3+>Ru 3+>Co 3+>Cr 3+>Fe 3+>V 2+>Co 2+>Ni 2+>Mn 2+C>N>O>F>S>Cl>Br>I ；CO,CN ->NO -2> en >NH 3>py> H 2O>F ->OH ->Cl ->Br -二、选择题1、H 2O 2的属于哪个点群：（A ） A 、C 2 B 、D 2 C 、D 2d D 、S 22、下列第二周期同核双原子分子的价层分子轨道能级中，排列顺序正确的是：（A ）A 、σ1S <σ*1S <σ2PZ <π2PX <π*2PX <σ*2PZB 、σ1S <σ*1S <π2PX <σ2PZ <π*2PX <σ*2PZC 、σ1S <σ*1S <π2PX <σ2PZ <σ*2PZ <π*2PXD 、1σg <1σu <1πu <2σg <3σg <1πg <3σu3、下列哪个不是两个原子轨道组合成分子轨道满足的条件：（B ）A 、能量高低相近B 、能量最低原理C 、轨道最大重叠D 、对称性匹配4、根据分子轨道理论，下列分子结构中具有顺磁性的是：（D ）A 、HFB 、N 2C 、B 2D 、NO5、价电子对互斥理论（VSEPR ）中，当m+n=6时，形成的多面体为：（D ）A 、三角形B 、四面体C 、三方双锥D 、八面体6、下列八面体场的分裂能△O 大小排列顺序正确的是：（D ）A 、C O （CN ）63-<Fe （CN ）63-<C O （NH 3）62+<Mn （NH 3）62+B 、Fe （CN ）63-<C O （CN ）63-<C O （NH 3）62+<Mn （NH 3）62+C 、Fe （CN ）63-<C O （NH 3）62+<C O （CN ）63-<Mn （NH 3）62+D 、Mn （NH 3）62+< C O （NH 3）62+< Fe （CN ）63-< C O （CN ）63-7、六配体化学物，大多呈八面体的结构，其中下列中心原子的原子轨道，哪个没有参加与配体所形成的分子轨道：（A ）A 、3d xyB 、3d z2C 、4P yD 、4S8、右图为薁的分子图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所示处最容易发生反应的位置是：（B ）A 、ⅠB 、ⅡC 、ⅢD 、Ⅳ9、下列原子轨道不能组合成σ分子轨道的是：（D ）A 、S 轨道和S 轨道B 、P 轨道和P 轨道C 、S 轨道和P 轨道D 、S 轨道和D 轨道10、下列四个选项中，表示的物理意义与其他三个不同的是：（D ）A 、点阵B 、格子C 、晶格D 、晶胞三、简答题1、写出一维势箱中的Schrodinger 方程，并写出它的解（包括波函数ψ和能量方程E ）；根据能量方程，求出第三能级的能量值，此能最值是第二能级的几倍？ —m h 282π22dx d ψ=E ψ E=2822ml h n ψ=（l 2）2Sin （l x n π）∴ E 3=2829ml h E 2=2824ml h ∴第三能级值是第二能级值的9/4倍。
结构化学
练习题一、选择：1.下列条件不是品优函数的必备条件的是（ ）。
A ．连续 B ．单值 C ．归一 D ．有限或平方可积2. 下列算符中，哪些不是线性算符( ) a) ∇2b)d dxc)3d) xy3. 氢原子ψ321状态的角动量大小是( ) a) 3 b) 2 c) 1 d) 64. 考虑电子的自旋, 氢原子n=3的简并波函数有( )种a) 3 b) 9 c) 18 d) 1 5. 类氢原子体系ψ432的径向节面数为( ) a) 4 b) 1 c) 2 d) 06.已知一维势箱中的一个自由电子处在ψ（x ）==（2/l ）1/2.sin （nπx /l ）态（0≤x≤l ），则该电子出现在l /2和3l /4间的概率为（ ）。
A ．P=∣ψ（l/2）∣2+∣ψ（3l/4）∣2B ．P=⎰2/4/3l l ∣ψ（x ）∣2dxC ．P=⎰2/4/3l l ψ（x ）dxD ．P=⎰4/32/l l ∣ψ（x ）∣2dx7.已经ψ=R(r)Θ(ө)Φ(υ)=R(r)·Y(ө，υ)，其中各函数皆已归一化，则下列式中，成立的是 ( )。
A 、∫|ψ|2dτ=∫R 2r 2dr B 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2ψ2dr C 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2R 2dr D 、∫|ψ|2dτ=⎰∞R 2r 2dr ⎰π⎰π20Y 2sin ө d ө dυ8.电子云图是下列哪一种函数的图形（ ）。
A ．D （r ）B ψ2（r ，ө，υ）C R 2（r ）D ψ（r ，ө，υ）9.已知径向分布函数为D （r ），则电子出现在内径r 1=xnm ，厚度为1nm 的球壳内的概率P 为（ ）。
A. P=D(x+1) — D(x) B.P= D(x) C.P= D(x+1) D.P=⎰+1x xD （r ）dr10. 某原子的电子组态为1s 22s 22p 64s 15d 1，其基谱项为( ) a) 3D b) 1D c) 3S d)1S11. 在多电子原子体系中， 采用中心力场近似的Hi ˆ可以写为：------------------------- ( ) ()iiir εZemH 0π-∇π-=481 A 222ˆ()∑≠00π+π-∇π-=ji ji iiirεer εZemH ,22224481 B ˆ ()()ii iir εeσZmH 0π--∇π-=481 C 222ˆ二、填空1.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（ ）。
结构化学考研试题及答案
结构化学考研试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列关于分子轨道理论的描述，哪一项是不正确的？A. 分子轨道由原子轨道通过分子形成B. 分子轨道是离散的，具有确定的能量C. 分子轨道可以分为成键轨道和反键轨道D. σ轨道总是比π轨道更稳定答案：D2. 在晶体中，下列哪种晶格结构不属于立方晶系？A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六方晶系答案：D3. 下列关于金属晶体的描述，哪一项是错误的？A. 金属晶体由金属阳离子和自由电子组成B. 金属晶体的导电性是由于自由电子的存在C. 金属晶体的物理性质各向同性D. 金属晶体的熔点普遍高于分子晶体答案：D4. 关于离子晶体，下列说法错误的是：A. 离子晶体由正负离子通过静电作用形成B. 离子晶体的熔点通常很高C. 离子晶体在固态时不导电，但熔融态或溶于水时可以导电D. 离子晶体中的离子键没有方向性和饱和性答案：D5. 在分子间作用力中，下列哪种力不属于范德华力？A. 色散力B. 取向力C. 诱导力D. 离子键答案：D二、简答题（每题5分，共20分）6. 简述价层电子对互斥理论（VSEPR）的基本原理，并说明如何用该理论预测分子的几何构型。
答案：价层电子对互斥理论（VSEPR）认为分子的几何构型是由中心原子上的价层电子对相互排斥，以达到能量最低的稳定构型。
该理论考虑了成键电子对和非成键电子对的排斥作用。
预测分子几何构型时，首先确定中心原子周围的成键电子对数和非成键电子对数，然后根据电子对的排斥作用，形成相应的分子几何形状。
7. 解释什么是配位数，并举例说明不同晶体结构中的配位数。
答案：配位数是指在晶体中，一个原子或离子周围最邻近的原子或离子的数量。
例如，在面心立方（FCC）晶体中，每个原子有12个最近邻原子；在体心立方（BCC）晶体中，每个原子有8个最近邻原子；在六方晶系晶体中，每个原子有12个最近邻原子。
8. 描述什么是能带理论和能隙，并解释它们对固体导电性的影响。
结构化学试题及答案
结构化学试题及答案结构化学试题一、选择题(每小题只有一个最佳答案，共18小题，每题两分，共36分)1.下列性质属于化学性质的是A.沸点B.硬度C.稳定性D.溶解性2.下列变化过程中既有物理变化又有化学变化的是A. 活性炭吸附冰箱中的异味B.干冰汽化C.点燃蜡烛D.分离液态空气制取氧气3.下列物质的俗名与化学式一致的是A.水银Ag B碱石灰CaOH C.酒精CH4O D.烧碱NaOH4.吸烟有害健康，其原因是吸烟时会产生多种有害物质，污染环境，害人害己。
香烟燃烧产生的烟气中，最容易与人体血红蛋白结合的物质是A.一氧化碳B.尼古丁C.二氧化硫D.二氧化碳5.下列物质由离子构成的是A.铜B.氯化钠C.氧气D.金刚石6.下列混合物中不属于溶液的是A.食盐水B.泥水C.碘酒D.澄清石灰水7.右边结构示意图表示的微粒是A.原子B.分子C.阳离子D.阴离子8.人类只有一个地球，为了社会可持续发展，必须解决环境保护问题，化学在这方面可以发挥重要的作用。
下列处理不符合这一思想的是A.增加污水处理工厂B.向燃煤中加生石灰固硫C.大量使用含磷酸钠(Na3PO4)的洗衣粉D.垃圾的分类回收和处理9.下列实验操作中能达到实验目的的是A.检验氢气纯度时,没有听到任何响声,表明氢气已纯净B.用适量的水可以区分硝酸铵固体和氢氧化钠固体C.用100ml的量筒量取8.55ml的水D.用PH试纸测定溶液酸碱度时,先将PH试纸用水润湿,然后再测定10遵守实验室规则，学习基本的实验操作方法，是实验成功的重要保证。
下列实验操作不正确的是A.检查装置的气密性B.液体的量取C.液体的加热 D稀释浓硫酸11物质中的杂质(括号内物质为杂质)，所选用试剂和操作方法都正确的是物质选用试剂(过量) 操作方法A CO2(CO) O2 点燃B Fe(Cu) 稀盐酸加入稀盐酸充分反应后过滤、洗涤C CuSO4溶液(H2SO4) 氧化铜加入氧化铜粉末充分反应后过滤D 盐酸(H2SO4) Fe 加入Fe粉充分反应后过滤12.家庭生活中一些常见物质的pH如下：物质食醋牛奶食盐水牙膏肥皂水pH 2~3 6~7 7 8~9 9~10当我们被蚊虫叮咬后，蚊虫能在人的皮肤内分泌蚁酸(具有酸的性质)，从而使皮肤肿痛。
结构化学
一、填空1、具有300eV 能量的自由电子的德布罗意波波长为（ ）（电子质量m 为9.109×10-31kg,电量e 为1.602×10-19C ，普朗克常量h 为6.626×10-34J 〃s ）A 70.8pmB 122.5pmC 245pmD 35.4pm2、用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数(n,l,m,ms)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）3、下列算符哪个属于线性算符 （ ）B ( )2C expD 22ddx4、对于"分子轨道"的定义，下列叙述中正确的是： ( )A 分子中电子在空间运动的波函数B 分子中单个电子空间运动的波函数C 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)5、若以x 轴为键轴，则一个原子的px 轨道和另一个原子的下列哪个轨道的重叠积分为零（ ）A sB pxC dxyD dx 2-y 26、反式乙烷所属点群为（ ）A C 3B D 3dC C 3vD C 2v7、XeF 2的几何构型是（ ）A 正方形B 四面体C 三角锥D 直线型8、用分子轨道比较2o -和22o -的键长，可以发现（ ） A 两者键长相同 B 2o -比22o -键长大C 22o -比2o -键长大D 两者键长无法比较9、BF 3采用的杂化轨道是（ ）A spB sp 2C sp 3D sd 310、下列分子中既无旋光性，也无偶极性的是（ ）A H 3——O ——CH 3B H 3C ——CH=CH 2 C IF 5D 交叉式二氯乙烷11、与b 轴垂直的晶面的晶面指标可能是： ( )Ａ（０１１） Ｂ（１００） Ｃ（０１０） Ｄ（００１）12、根据正当单位选取原则，下列各组平面格子属于正当格子的组成是（ ） 1 正方及其带心格子 2六方及其带心格子 3 平行四边形及其带心格子4 矩形及其带心格子A 1、3、4B 1、2、4C 4D 1、313、在原子中具有相同主量子数，而不同状态的电子最多有（ ）A 2n 个B n 个C n 2个D 2n 2个 14、X-射线的产生是由于： ( )A 原子内层电子能级间的跃迁B 原子的价电子能级间的跃迁C 分子轨道能级间的跃迁D 分子转动能级间的跃迁15、不确定度关系的含义是指（ ）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二、填空题1、泡利原理为：_______________________________________________________________________________________________。
高考结构化学试题及答案
高考结构化学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 原子半径的大小顺序通常是由下列哪个因素决定的？A. 电子层数B. 原子核电荷数B. 原子质量D. 原子核外电子数2. 以下哪种化合物的化学键类型是离子键？A. H2OB. CO2C. NaClD. CH43. 根据路易斯理论，共价键是由以下哪种方式形成的？A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引4. 以下哪个元素属于主族元素？A. HeB. FeC. NeD. O5. 根据价层电子对互斥理论，预测分子的几何构型，以下哪个选项是错误的？A. CO2分子是线性的B. SO2分子是V型的C. H2O分子是三角平面的D. NH3分子是三角锥形的答案：1. A 2. C 3. A 4. D 5. C二、填空题（每空1分，共10分）6. 元素周期表中，第____周期元素的原子半径最大。
7. 金属晶体中，金属原子通过____键结合在一起。
8. 根据分子轨道理论，O2分子的电子组态为____。
9. 配位数是指一个中心原子周围直接相连的原子或离子的数目，例如，[Fe(CN)6]4-中Fe的配位数是____。
10. 根据杂化轨道理论，CH4分子的碳原子采用的杂化类型是____。
答案：6. 六 7. 金属8. σ2π2 9. 6 10. sp3三、简答题（每题5分，共10分）11. 请简述什么是配位化合物，并给出一个例子。
12. 请解释什么是晶体场理论，并简述其主要应用。
答案：11. 配位化合物是由中心金属离子与配体通过配位键结合形成的化合物。
例如，[Cu(NH3)4]SO4是一种配位化合物，其中Cu2+是中心金属离子，NH3是配体。
12. 晶体场理论是一种用于描述过渡金属化合物中d轨道分裂的理论。
它主要应用于解释配合物的颜色、磁性以及几何构型等性质。
四、计算题（共10分）13. 假设一个分子由两个原子A和B组成，它们之间的键能为D。
《结构化学》例题(A) 2
一. 知识点（选择题）：1.一维势箱中的粒子相邻两能级差E n +1－E n 随着n 的增大而(增大) 氢原子的核外电子相邻两能级差E n +1－E n 随着n 的增大而(减小)2. 方势箱中粒子的能级 (),2222,28x y zn n n x y z h E n n n ma=++ *方势箱中粒子具有E =22812mah 状态的量子数n x n y n z 是 ( ) n x 2 + n y 2+n z 2 =123.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 为复数。
*下列算符中哪些是线性算符？ ( )(A) AˆU =λU ， λ=常数； (B) B ˆU =U *； (C) C ˆU =U 2 ； (D) D ˆU = xU d d(E) EˆU =1/U *下列函数中属于线性算符d 2/d x 2与d/d x 的共同本征函数的是( )(A) cos kx ；(B) exp( –kx )；(C) exp( –ikx )；(D) exp( –kx 2)4. H 2+的Hˆ= 21∇2－ a r 1－ b r 1 ＋R1， 这种表达形式已采用了下列哪几种近似或简化方法---------------------------------( )(A ) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C ) 原子单位制 (D) 中心力场近似|轨道角动量|: (M l l =|自旋角动量|：(s M s =|总角动量| = |M + M s |=*.在 s 轨道上运动的一个电子的 轨道角动量 为 ( )*基态氢原子的电子总角动量 为----------( )* 下列配离子中最显著偏离正八面体（有较大的Jahn-Teller 畸变）的是---------------------------------------------------------------------( )(A) Fe(CN)64－(B) FeF 63－(C) Co(CN)64－ (D) Co(CN)63－7. 描述微观粒子体系运动的薛定谔方程------（并不是逻辑推理得出的，而是量子力学的一个基本假设 。
初中化学原子结构计算题专题训练含答案
初中化学原子结构计算题专题训练含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、计算题（共20题）1、已知作为相对原子质量标准的一种碳原子的质量是 1.993 × 10 -26 kg 。
( 第 (1) 和 (2) 要求写出计算过程 )(1) 若一个铝原子的质量是 4.482 × 10 -26 kg ，则铝原子的相对原子质量是多少？已知在铝原子核中有 13 个质子，则铝原子中的中子数是多少？(2) 若氧原子的相对原子质量是 16 ，则一个氧原子的质量是多少？(3) 相同质量的锂和铝， ___________ 含有的原子个数更多。
2、俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为 139 元素的原子，经测定该原子质量为 4.89946 × 10 -26 kg( 已知碳原子质量为 1.993 × 10 -26 kg) 计算：(1) 该原子的相对原子质量是多少？ ( 只列出计算式子 )(2) 若测定该原子相对原子质量是 295 ，则该原子中子数为多少？中子数和电子数只差为多少？3、已知某粒子 A 2+ 的核外电子数为 10 ，相对原子质量为 24 ，则该粒子的质子数为多少？中子数为多少？（直接写出结果）4、一个铁原子的质量是9.288×10﹣26kg，一个碳﹣12原子的质量为1.993×10﹣26kg，请写出计算铁原子的相对原子质量．（要求写出计算过程，计算结果保留整数）5、 1个碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg，试计算该碳原子的相对原子质量．（列式计算）6、已知一个碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg，一个氧原子的质量为2.657×10﹣26kg，求氧原子的相对原子质量．7、已知一个碳原子的质量是1.993×10﹣26kg，一个钠原子的质量为3.81×10﹣26kg．求：（要求写出解题过程）（1）钠原子的相对原子质量。
结构化学
一、问答题1、写出分子中常见的C nv点群。
答：（1）C2v：H2O，H2S，HCHO，顺1,2-乙烯等。
（2）C3v：NH3，CH3Cl等三角锥分子。
（3）C4V ：BrF5（四方锥结构）（4）C∞V ：HCl，CO，NO，HCN等直线型异核分子。
2、什么是“对称”、“对称操作”、且对称性包括几个方面、对称操作有哪些？对称：物体的组成部分之间或不同物体之间特征的对应、等价或相等的关系。
对称操作：对称操作是指物体经过某种运动后，物体的各份与运动前的位置、方向完全重合，这种运动就称为一对称操作。
对称性包括两个方面:变换和不变性。
对称操作：旋转、反映、反演。
3、数学群需满足哪些条件？答：数学群需要同时满足四个条件。
①封闭性——群中任意两个元素的乘积必为群中的一个元素；②单位元素——群中必有一个元素可以与其他所有元素交换而使它们不变；②结合性——乘法结合律成立；④逆元素——每个元素都有一个逆元素，也是群的元素。
4、确定下列分子所属点群，判断有无偶极矩。
（1）溴代吡啶（2）HF （3）H2O2 （4）重迭型二茂铁（5）CH2Cl2 答案： (1) Cs,有 (2) D∞v,有 (3) C2,有 (4) D5h,无 (5) C2v,有5、一个分子有无永久偶极矩和有无旋光性的标准分别是什么？答：属于C n和C nv(n=1,2,3,…)点群的分子都具有偶极距，而其他点群的分子偶极距为0。
由于，C1vΞC1hΞC S, C s点群也包括在C n之中。
有σ平面、有对称心i、有S n映转轴的分子没有旋光性,没有σ、i、S n分子才有旋光性。
6、写出三重映轴S3和三重反轴I3的全部对称操作。
7、判断下面结论是否正确，说明理由(a)凡直线型分子一定有C∞轴;(b )甲烷分子有对称中心;(c)分子中最高轴次(n)与点群记号中的n相同(例如C3h中最高轴次为C3轴) ;(d)分子本身有镜面，它的镜像和它本身相同。
解:(a)正确。
结构化学第三章习题-配位场理论
第三章 配合物一、填空题1、晶体场稳定化能 将d 电子从未分裂的d 轨道Es 能级进入分裂的d 轨道时，所产生的总能量下降值。
2、分裂能 一个电子由低能的d 轨道进入高能的d 轨道所需的能量。
3、成对能 迫使本来是自旋平行的分占两个轨道的两电子挤到同一轨道上去，则能量升高，增高的能量值。
4、AgNO 3处理C 2H 4，C 2H 2，C 2H 6混合物，可分离出化合物是 C 2H 65、当配位体π轨道是高能空轨道时，形成络合物时分裂能会 增大 ，常形成 低自旋 络合物。
6、四面体场中，分裂后能量较低的两da 轨道是 。
7、由于配合物d-d 跃迁频率在 近紫外和可见光区光区，故通常具有颜色。
二、选择题1、八面体配合物中哪个电子结构不发生畸变？（D ）（A ）522()()g g t e （B ）632()()g g t e （C ）422()()g g t e （D ）322()()g g t e2、CO 与过渡金属形成羰基配合物时，CO 键会（ C ）（A ）不变 （B ）加强 （C ） 削弱 （D ）断裂3、配合物的光谱（d-d 跃迁）一般发生在什么区域？（ C ）（A ）远紫外 （B ） 红外 （C ）可见-近紫外 （D ）微波4、配合物中心离子的d 轨道在Oh 场下，分裂为几个能级？（ A ）（A ）2 （B ） 3（C ） 4（D ）55、下列哪个络合物的磁矩最大？（ D ）（A ）六氰合钴（Ⅲ）离子 （B ）六氰合铁（Ⅲ）离子（C ）六氨合钴（Ⅲ）离子 （D ）六水合锰（Ⅱ）离子6、下列络合物的几何构型哪个偏离正八面体最大？（ A ）（A ） 六水合铜（Ⅱ） （B ） 六水合钴（Ⅱ）（C ） 六氰合铁（Ⅲ） （D ）六氰合镍（Ⅱ）7、下列络合离子中，哪个构型会发生畸变（ D ）（A ）326()Cr H O + （B ）226()Mn H O + （C ）326()Fe H O + （D ）226()Cr H O +8、下列络离子中会发生小畸变的是（ B ）（A ）46[CuCl ]- （B ）36[CoF ]- （C ） 24[CoCl ]- （D ）46[Fe(CN)]-9、下列配合物可发生较大发生畸变（ B ）（A ）226[Co(H O)]+ （B ） 226[Cu(H O)]+（C ） 326[Fe(H O)]+ （D ）46[Ni(CN)]-10、判断下列配位化合物的稳定化能的大小次序为（ A ）① 46[]CoF - ② 46[]NiF - ③36[]FeF -（A ）①＞②＞③ （B ）①=②＜③ （C ）①＜②＜③ （D ）②＞①＞③11、晶体场理论不能很好地解释（ C ）（A ） 络合物的磁性 （B ） 络合物的光谱（C ）光谱序列 （D ）过渡金属离子半径12、推测下列三种络合物的d-d 跃迁频率大小顺序：（ A ）①六水合铁（Ⅲ） ②六水合铁（Ⅱ） ③六氟合铁（Ⅱ）（A ） 123ννν> > （B ） 132ννν> > （C ）321ννν> > （D ）312ννν> >13、下列组态的配合物中，可发生大畸变的是（ D ）（A ）42g t （B ）422g g t e （C ） 622g g t e （D ）312g g t e14、弱八面体中d 7组态的CFSE 为（ B ）（A ）4Dq （B ）8Dq （C ）8Dq-P （D ）8Dq-2P15、下列属低自旋配合物的是（C ）（A ）236[Co(NH )]+ （B ）326[Fe(H O)]+ （C ）36[Fe(CN)]- （D ）36[FeF ]-三、简答题1、晶体场理论主要观点和内容。
结构化学习题(含答案)
___________；若体系的能量为
7h2 4ma
2
，
其简并度是_______________。
二. 选择题
1. 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( )
A． 动量相同
B． 动能相同
C． 质量相同
2. 任一自由的实物粒子，其波长为，今欲求其能量，须用下列哪个公式 ( )
量为_________；它有_____个径向节面，_____个角度节面。 3. 已知氢原子的某一状态波函数为：
n,l,m r, ,
1 26
a0
3 / 2 r e r / 2a0 .
a0
2
3 cos
则此状态角度分布的节面数为____ ，径向节面为_____个。处于该状态时，氢原 子的能量为________eV，其角动量的绝对值为|M|=______，此状态角动量在 z 方向
4. 微粒在间隔为 1eV 的二能级之间跃迁所产生的光谱线的波数 v~ 应为( )cm-1 (已知
1eV=1.602×10-19J)
A． 4032
B． 8065
C． 16130 D． 2016
5. 已知任一自由实物粒子的波长 λ，欲求其能量，须用下列( )公式
A． E h c
B．
E
h2 2m2
C．
A． d dx
B． 2
C．用常数乘 D．
E．积分
28. 在长 l=1 nm 的一维势箱中运动的 He 原子， 其零点能约为( )
A．16.5×10-24J B．9.5×10-7 J
C．1.9×10-6 J
D．8.3×10-24J
29.
在一立方势箱中，势箱宽度为
化学高中结构试题及答案
化学高中结构试题及答案一、选择题1. 原子核外电子排布遵循的规则是：A. 能量最低原理B. 泡利不相容原理C. 洪特规则D. 以上都是2. 以下哪种元素的电子排布不符合能量最低原理？A. 氢（H）B. 锂（Li）C. 氮（N）D. 氧（O）3. 原子半径最大的元素是：A. 氢（H）B. 钠（Na）C. 钾（K）D. 铯（Cs）4. 以下哪种化合物是离子化合物？A. CO₂B. NaClC. H₂OD. C₆H₁₂5. 以下哪种分子的极性最强？A. CO₂B. H₂OC. CH₄D. C₂H₄二、填空题6. 原子核外电子排布遵循的三个原则是______、______和______。
7. 元素周期表中，第IA族的元素具有的最高化合价是______。
8. 根据元素周期律，同一周期内，从左到右，原子半径逐渐______。
9. 离子键是由______和______之间的电荷吸引作用形成的。
10. 极性键是指不同元素的原子间形成的化学键，其电子云分布______。
三、简答题11. 请简述原子核外电子排布的洪特规则。
12. 什么是元素的电负性？电负性如何影响化合物的性质？四、计算题13. 已知某元素的原子量为56，原子序数为26，计算该元素原子的电子排布。
五、论述题14. 论述金属键和离子键在形成晶体时的区别及各自的特点。
答案：一、选择题1. D2. D3. D4. B5. B二、填空题6. 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则7. +18. 减小9. 正离子、负离子10. 不对称三、简答题11. 洪特规则是指在能量相同的等价轨道上，电子将尽可能单独占据一个轨道，并且自旋方向相同，以使整个原子系统的磁矩最大。
12. 电负性是元素吸引电子的能力，电负性高的元素在化合物中吸引电子的能力更强，这会影响化合物的极性、溶解性、化学键的类型等。
四、计算题13. 该元素是铁（Fe），其电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶。
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【1.6】对一个运动速度c υ （光速）的自由粒子，有人进行了如下推导：1v vv v 2h h E m p m νλ=====①②③④⑤结果得出mv=1/2mv 的结论。
上述推导错在何处？请说明理由。
解：微观粒子具有波性和粒性，两者的对立和相互制约可由下列关系式表达：E=h ν p=h/λ 式中，等号左边的物理量体现了粒性，等号右边的物理量体现了波性，而联系波性和粒性的纽带是Planck 常数。
根据上述两式及早为人们所熟知的力学公式：p=mv 知 ①，②，④和⑤四步都是正确的。
微粒波的波长λ服从下式：/u v λ=式中，u 是微粒的传播速度，它不等于微粒的运动速度υ ，但③中用了/u v λ=，显然是错的。
在④中，E hv =无疑是正确的，这里的E 是微粒的总能量。
若计及E 中的势能，则⑤也不正确。
【1.11】2ax xe ϕ-=是算符22224d a x dx⎛⎫- ⎪⎝⎭的本征函数，求其本征值。
解：应用量子力学基本假设Ⅱ（算符）和Ⅲ（本征函数，本征值和本征方程）得：22222222244ax d d a x a x xe dx dx ψ-⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ()2222224ax ax dxe a x xe dx --=-()22222222232323242444ax ax ax ax ax ax ax d e ax e a x e dxaxe axe a x e a x e -------=--=--+-266axaxe a ψ-=-=-因此，本征值为6a -。
【3.15】79H Br 在远红外区有一系列间隔为116.94cm -的谱线，计算HBr 分子的转动惯量和平衡核间距。
解：双原子分子的转动可用刚性转子模型来模拟。
据此模型，可建立起双原子分子的Schrödinger 方程。
解之，便得到转动波函数R ψ、转动能级E R 和转动量子数J 。
由E R 的表达式可推演出分子在相邻两能级间跃迁所产生的吸收光的波数为：2(1)B J ν=+ 而相邻两条谱线的波数之差(亦即第一条谱线的波数)为：2B ν∆=B 为转动常数：28h B Ic π=由题意知，H 79Br 分子的转动常数为 B ＝8.470 cm -1所以，其转动惯量为：342221816.62621088(8.47010)(2.997910)h J s I Bc m m s ππ---⨯⋅==⨯⨯⨯⨯⋅4723.30810kg m -=⨯⋅H 79Br 的约化质量为：271.64310H BrH Brm m kgm m μ-==⨯+所以，其平衡核间距为：1472273.30810141.91.64310e I kg m r pm kg μ--⎛⎫⎛⎫⨯⋅=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭4、DCl 和HCl 的核间距虽相同，但分子质量改变，影响折合质量μ和转动惯量I ，从而改变转动光谱中谱线的间隔。
所以当混有质量不同的同位素时，在光谱谱线旁有一较弱线伴生，弱线与主线的波速差ν~Δ可按下式计算。
)1c 4πh1)J 2ν~1211+=+=J I B （（)1c 4πh1)J 2ν~22222+=+=J I B （（)11)(1(π4ν~ν~ν~Δ21221I I J c h -+=-=)μμ1(ν~)1(ν~211211-=-=I I ）211μμ1)(1(2-+=J B【5.12】用HMO 法解环丙烯正离子(C 3H 3)+的离域π键分子轨道波函数，并计算π键键级和C 原子的自由价。
解：（1）(C 3H 3)+的骨架如图5.12（a ）所示：C 1C 2C 3HHH图5.12(a)按LCAO ，其离域π键分子轨道为：112233i i c c c c ψφφφφ=++=∑式中φi 为参与共轭的C 原子的p 轨道，c i 为变分参数，即分子轨道中C 原子的原子轨道组合系数，其平方表示相应原子轨道对分子轨道的贡献。
按变分法并利用HMO 法的其本假设进行简化，可得组合系数c i 应满足的久期方程：()()()123123123000E c c c c E c c c c E c αβββαβββα-++=⎧⎪+-+=⎨⎪++-=⎩用β除各式并令x=（α－E ）／β，则得：123123123000xc c c c xc c c c xc ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩欲使i c 为非零解，则必须使其系数行列式为零，即：1111011x x x =解此行列式，得：x 1=﹣2，x 2=1，x 3=1将x 值代入x=（α－E ）／β，得： E 1=α+2β，E 2=α－β,E 3=α－β 将E 1=α+2β代入久期方程，得：123123123202020c c c c c c c c c βββββββββ--=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩解之，得：c 1=c 2=c 3。
根据归一化条件，c 12+c 22+c 32=1，求得：c 1=c 2=c 3=1／√3 Ψ=1／√3（φ1+φ2+φ3） 将E 2= E 3=α－β代入久期方程，得：123123123000c c c c c c c c c βββββββββ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩ 即： c 1+c 2+c 3=0利用分子的镜面对称性，可简化计算工作：若考虑分子对过C 2的镜面对称，则有：c 1=c 3，c 2=﹣2c 1 根据归一化条件可得：132c c c ===波函数为：)1232ψφφφ=-+ 若考虑反对称，则c 1=﹣c 3，c 2=0。
根据归一化条件可得：13c c==波函数为：)13ψφφ=-所以，(C 3H 3)+的离域π键分子轨道为：)))112321233132ψφφφψφφφψφφ⎧=++⎪⎪⎪=-+⎨⎪⎪=-⎪⎩在已经求出ψ1和关系式c 1+c 2+c 3=0的基础上，既可根据“每一碳原子对各π分子轨道的贡献之和为1”列方程组求出2ψ和3ψ，也可以利用正交性求出ψ2和ψ3。
（2）共轭体系中相邻原子i ，j 间π键键级为：P ij=∑n k c ki c kj式中c ki 和c kj 分别是第k 个分子轨道中i 和j 的原子轨道组合系数，n k 则是分子轨道中的π电子数。
(C 3H 3)+中有2个π电子，基态时都在ψ1上。
所以π键键级为：12233122003P P P ===++=（3）既然P 12=P 23=P 31，各C 原子的自由价必然相等，即12324.7233 4.723320.403ij F F F P ===--=--⨯=∑【7.6】列表比较晶体结构和分子结构的对称元素和对称操作。
晶体结构比分子结构增加了哪几类对称元素和对称操作？晶体结构的对称元素和对称操作受到哪些限制？原因是什么？（1）旋转操作——旋转轴 （2）反映操作——镜面 （3）反演操作——对称中心 由表可见，晶体结构比分子结构增加了（5）—（7）3类对称元素和对称操作。
晶体结构因为是点阵结构，其对称元素和对称操作要受到点阵制约，对称轴轴次为1，2，3，4，6。
螺旋轴和滑移面中的滑移量只能为点阵结构所允许的几种数值。
【3.16】12C 16O 的核间距为112.83pm ，计算其纯转动光谱前4条谱线所应具有的波数。
解： 12C 16O 的折合质量为：()326121610 1.1385101216Akg N μ--⨯=⨯=⨯+因而其转动常数为：22/8B h r c πμ=()234226128-16.626210J s/8 1.138510kg 112.8310m 2.997910m s π---⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦11.932cm -=第一条谱线的波数以及相邻两条谱线的波数差都是2B ，所以前4条谱线的波数分别为： 11122 1.932 3.864v B cmcm --==⨯=11244 1.9327.728v B cm cm --==⨯=11366 1.93211.592v B cm cm --==⨯=11488 1.93215.456v B cm cm --==⨯= 亦可用式：()21v B J =+进行计算，式中的J 分别为0，1，2，和3。
*1、维生素A 的结构如下:它在332nm 处有一强吸收峰，也是长波方向第一个峰，试估算一维势箱的长度l 。
解：△E=[(n+1)2-n 2]h 2/8ml 2=hv=hc/λ ，h=6.62618×10-34 ，c=2.997925×108 ，λ=332nm L=1.05nm*2、H 35Cl 的远红外光谱线的波数分别为21.18, 42.38, 63.54, 84.72, 105.91cm-1，试求其转动惯量及核间距。
如果是H 36Cl ，则谱线间隔为多少？ 解：相邻谱线的平均间隔为21.18cm-1，则，B=10.59 1）（2）Cl=36 e r =127.5pmμ=1x36/(1+36)×6.02×1023=1.61623×10-24gI=r 2×μ=2.627×10-402cm g ⋅ I=cBh 28πh=6.62618×10-34 ，c=2.997925×108 B=10.66 cm -1 谱线间隔为2B=21.32 cm -1*4、im e φ和cos m φ对算符did φ是否为本征函数？若是，求出本征值。
解：im im d ie ie d φφφ=，im im me φ=-所以，im e φ是算符d i d φ的本征函数，本征值为m -。
而()cos sin sin cos dim i m m im m c m d φφφφφ=-=-≠所以cos m φ不是算符d id φ的本征函数。
CH 3CH 3CH 2OHCH 3CH 3240210643.28cm g cB h I ⋅⨯==-πg m m m m 24242121106265.110673.1351351--⨯=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+=μ)127.4( 5.127pm pm I r e 实验值==μ*3、下列函数中，哪几个是算符22d dx 的本征函数？若是，求出本征值。
3,sin ,2cos ,,sin cos x e x x x x x + 解：2x2d e d x =，x e 是22d d x 的本征函数，本征值为1。
22d sin x 1sin x,d x =⨯sin x 是22d d x 的本征函数，本征值 为1。
22d (2cos x )2cos x d x =。