2017-2018学年大学结构化学期中考试试卷

2017-2018学年大学结构化学期中考试试卷注：一、 选择题 (40分，每题2分)1、下列分子中，非线性的是 （ ） A 、CO 2 B 、CS 2 C 、SO 2 D 、C 2H 22、按照价电子对互斥理论，ClF 3的稳定分子构型是 （ ） A 、三角双锥 B 、”T ”字型 C 、四面体 D 、三角形3、以下为四个量子数(n, l, m, m s )的四种组合，合理的是 （ ）A 、2，2，0，-1/2B 、2，1，0，-1/2C 、2，1，2，+1/2D 、2，0，1，14、已知[Fe(CN)6]3-是低自旋配合物，那么中心离子d 轨道的电子排布为 ( ) A 、t 2g 3e g 2 B 、.t 2g 2e g 3 C 、.t 2g 4e g 1 D 、t 2g 5e g 05、设想从乙烷分子的重叠构象出发,经过非重叠非交叉构象,最后变为交叉构象, 点群的变化是 ( ) A 、D 3→D 3h →D 3d B 、D 3h →D 3→D 3d C 、C 3h →C 3→C 3V D 、C 3h →D 3→C 3V6、基态变分法的基本公式是 ( )A 、E ⎰⎰H ≤∧**τψψτψψd d B 、E ⎰⎰H <∧0**τψψτψψd dC 、E ⎰⎰H >∧0**τψψτψψd d D 、E ⎰⎰H ≥∧0**τψψτψψd d7、按照分子轨道理论，下列微粒中最稳定的是 ( )学院-------------------------------------- 班级---------------------------------- 姓名------------------------------------- 学号 ------------------------------------A 、O 2B 、O 2+C 、O 2-D 、O 22-8、合格波函数必须满足三个条件，下列条件错误的是 ( ) A 、波函数必须是单值的 B 、波函数必须是连续的 C 、波函数必须是复函数 D 、波函数必须是平方可积的9、本征函数组ψ1，ψ2，…，ψn 间的正交关系可表示为 （ ）A 、j i d j i ≠=⎰,0*τψψB 、j i d j i ==⎰,0*τψψC 、j i d j i ≠=⎰,1*τψψD 、j i d j i ==⎰,1*τψψ10、中心离子d 轨道在八面体场中分裂为两组t 2g 和e g ，对其符号，下列理解错误的是 （ ）A 、t 表示三重简并B 、e 表示二重简并C 、g 表示中心对称D 、u 表示镜面对称11、一维势箱中粒子的零点能效应表明 （ ）A 、 一维势箱中粒子的最低能量等于零B 、 一维势箱中粒子的最低能量不可确定C 、一维势箱中粒子的最低能量不等于零D 、一维势箱中粒子的势能总是为零12、多电子原子的势能函数与氢原子相比增加了何种新的相互作用 （ ） A 、电子与核 B 、电子与电子 C 、轨道与自旋 D 、核与核13、电子的总角动量可表示为 （ ）A 、π2)1(h j j + B 、π2)1(hl l + C 、π2)1(h s s + D 、π2)1(h s s + + π2)1(hl l +14、当粒子处在0-l 之间的一维势箱中时，其各态的能量可表示为 （ ）A 、ml h n E n 822=B 、2228ml h n E n = C 、l h n E n 822= D 、π822h n E n =15、当粒子处在边长为l 的立方势箱中时，其各态的能量可表示为 （ ）A 、)(823222122321n n n mlh E n n n ++=B 、)(823222122321n n n mlh E n n n ⨯⨯= C 、)(82322212321n n n mlh E n n n ++= D 、)(82322212321n n n mlh E n n n ++= 16、粒子处于定态，意味着： （ ）A 、粒子处于静止状态B 、粒子处于势能为0的状态C 、粒子处于t=0的状态D 、粒子处于能量与时间无关的状态 17、中心离子的d 轨道在八面体场中将分裂成几个能级 （ ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、518、等价电子组态存在“电子-空位”关系，d 8组态与下列哪一组态具有相同的光谱项（ ） A 、d 4 B 、d 5 C 、d 2 D 、d 719、δ分子轨道由何种原子轨道重叠而成 ( )A 、两个p 轨道B 、两个f 轨道C 、一个d 轨道和一个f 轨道D 、两个d xy 轨道或两个d x 2-y 2轨道20、[FeF 6]3-络离子的磁矩为： ( )A 、 3B μ B 、5B μC 、2.5B μD 、5.9B μ二、指出下列分子所属点群(点群符号写在括号内，每小题2分，共10分) 1、 CO 2 ( ) 2、 CH 3Cl ( ) 3、 反式CHCl=CHCl ( ) 4、 苯 ( ) 5、 椅式环己烷 ( ) 三、请完成下列表格 （10分）四、说明N的几何构型和成键情况；用HMO法求离域π键的波函数和离域能。

（15分）3五、计算德布罗意波长为70.8 pm的电子所具有的动能。

（注：h=6.626×10-34J.S, 电子质量为9.109×10-31Kg）（10分）)6]3+及[FeF6]3-的成键情况，并六、试用价键理论、晶体场理论和配位场理论分别说明[Co(NH3计算纯自旋磁矩，晶体场稳定化能，配体场稳定化能，并写出分裂能的表达式。

（15分）（Co: 3d74s2, Fe: 3d64s2）温州大学试题标准答案及评分标准（2011－2012 学年第一学期）一、选择题：（40分，每题2分）1、C2、B3、B4、D5、B6、D7、B8、C9、A 10、D 11、C 12、B 13、A 14、B 15、A16、D 17、A 18、C 19、D 20、D二、指出下列分子所属点群(点群符号写在括号内，每小题2分，共10分)1、 CO 2 (D ∞h )，2、CH 3Cl (C 3v )，3、反式CHCl=CHCl (C 2h )，4、苯 (D 6h )，5、椅式环己烷 (D 3d ) 三、请完成下列表格 （10分）原子序数为44列每空2分，其它每空1分四、说明-3N 的几何构型和成键情况；用HMO 法求离域π键的波函数和离域能。

（15分）解：叠氮离子-3N 是CO 2分子的等电子体，呈直线构型，属D ∞h 点群。

中间的N 原子以sp 杂化轨道分别与两端N 原子的P z 轨道叠加形成2个σ键。

3个N 原子的P x 轨道相互叠加形成离域π键43π， P y 轨道相互叠加形成离域π键43π。

对于一个43π。

（3分）久期方程为：方程中x = (α － E) ／β， c 1 ,c 2和 c 3 是分子轨道中原子轨道（p 轨道）的组合系数。

欲使组合系数不全为0，则必使x 的行列式为0，即：解此行列式，得： x=0，2μ（4分）将x=－2 代入的久期方程，得： －2c 1+c 2=0 c 1－2c 2+ c 3=0 c 2－2c 3=0 c 1= c 3=1/2，c 2=2/2010*******=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c c c x x x 0101101=xx x由此得到第一个分子轨道和能量：ψ1=1/2•（φ1+2φ2+φ3） ；E 1=α+2β 同法，可求出分别与E 2和E 3对应的另两个分子轨道： ψ2=1/2•（φ1－φ3） E 2 =αψ3=1/2•（φ1－2φ2+φ3） E 3 =α －2β （5分）-3N 的2个43π中π电子的能量为：按生成定域π键计算， π电子的总能量为：所以的离域能为：（3分）五、计算德布罗意波长为70.8 pm 的电子所具有的动能。

（10分） 解：2222λλm h T mTh p h===（6分）J108.4)m/pm 10pm 8.70(kg 101.92)s J 10626.6(1721231234----⨯=⨯⨯⨯⨯⋅⨯=（4分）六、试用价键理论、晶体场理论和配位场理论分别说明[Co(NH 3)6]3+及[FeF 6]3-的成键情况，并计算纯自旋磁矩， 晶体场稳定化能，配体场稳定化能，并写出分裂能的表达式。

（15分） 解： [Co(NH 3)6]3+[FeF 6]3-价键理论 d 2sp 3 杂化 sp 3d 2杂化八面体构型、内轨型 八面体构型、外轨型 （2分） 晶体场理论 t 2g 6 e g 0 t 2g 3 e g 2 （2分）（2分）E Eggte 20-=∆()[]βααβα2482222+=++=总E ()[]βααβα48222+=++=定总E ()()[]βββαβα656.1)12(448248=-=+-+=d E低自旋 P<∆0 高自旋 P>∆0CFSE -24Dq+2P 0 （2分） 配位场理论 a 1g 2 t iu 6 e g 4 t 2g 6 e g *0 a 1g 2 t iu 6 e g 4 t 2g 3 e g *2 （2分）（2分）LFSE -24Dq0 （1分）纯自旋磁矩 0 B.M. 5.9 B.M. （2分）E Eggte 20-=*∆。