最新结构化学第四章习题
结构化学课后答案第四章
04分子的对称性【4.1】HCN 和2CS 都是直线型分子，写出该分子的对称元素。
解：HCN ：(),C υσ∞∞; CS 2：()()2,,,,h C C i υσσ∞∞∞【4.2】写出3H CCl 分子中的对称元素。
解：()3,3C υσ【4.3】写出三重映轴3S 和三重反轴3I 的全部对称操作。
解：依据三重映轴S 3所进行的全部对称操作为：1133h S C σ=，2233S C =，33h S σ= 4133S C =，5233h S C σ=，63S E = 依据三重反轴3I 进行的全部对称操作为：1133I iC =，2233I C =，33I i = 4133I C =，5233I iC =，63I E =【4.4】写出四重映轴4S 和四重反轴4I 的全部对称操作。
解：依据S 4进行的全部对称操作为：11213344442444,,,h h S C S C S C S E σσ====依据4I 进行的全部对称操作为：11213344442444,,,I iC I C I iC I E ====【4.5】写出xz σ和通过原点并与χ轴重合的2C 轴的对称操作12C 的表示矩阵。
解：100010001xz σ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦， ()12100010001x C ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦【4.6】用对称操作的表示矩阵证明： （a ）()2xy C z i σ= （b ） ()()()222C x C y C z = （c ） ()2yz xz C z σσ=解：（a ）()()1122xy z z x x x C y C y y z z z σ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦， x x i y y z z -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦()12xy z C iσ=推广之，有，()()1122xy xy n z n z C C i σσ==即：一个偶次旋转轴与一个垂直于它的镜面组合，必定在垂足上出现对称中心。
结构化学第四章习题及答案
第四章习题一、 选择题1. 下面说法正确的是：---------------------------- ( D )(A) 分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群(B) 同一种分子必然同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点群(C) 分子中有 Sn 轴，则此分子必然同时存在 Cn 轴和σh 面(D) 镜面σd 一定也是镜面σv2. 下面说法正确的是：---------------------------- ( B )(A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B) 分子中若有C4，又有i ，则必有σ(C) 凡是平面型分子必然属于Cs 群(D) 在任何情况下，2ˆn S =E ˆ3. 如果图形中有对称元素S6，那么该图形中必然包含：---------------------------- ( C )(A) C6， σh (B) C3， σh (C) C3，i (D) C6，i二、 填空题1. I3和I6不是独立的对称元素，因为I3= +I ，I6= +σh 。
2. 对称元素C2与σh 组合，得到__ i __；Cn 次轴与垂直它的C2组合，得到_n 个C2__。
3. 有两个分子，N3B3H6和 C4H4F2，它们都为非极性，且为反磁性，则N3B3H6几何构型_平面六元环__，点群 _。
C4H4F2几何构型_平面，有两个双键_，点群 。
三、 判断题1. 既不存在C n 轴，又不存在σh 时，S n 轴必不存在。
---------------------------- ( × )2. 在任何情况下，2ˆnS =E ˆ 。
---------------------------- ( × ) 3. 分子的对称元素仅7种，即σ ，i 及轴次为1，2，3，4，6的旋转轴和反轴。
---------------------------- ( × )四、 简答题1. 写出六重映轴的全部对称操作。
结构化学第四章习题讲解
《结构化学》第四萃习题4001厶和人不是独立的对称元素• I大1为心___ ，/6= ________4002判断：既不存在G轴.又不存在6时，久轴必不存在。
--------------------- ()4003判断：在任何情况下，S^E。
------------------------- ()4004判断：分子的对称元素仅7种，即o , i及轴次为1. 2. 3, 4, 6的旋转轴和反轴。
4005下面说法正确的是：------------------- ()(A)分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群(B)同一种分子必然同属于一个点群.不同种分子必然属于不同的点群(C)分子中有&轴.则此分子必然同时存在G轴和6面(D)tfirfliod —定也是镜而64006下面说法正确的是：------------------- ()(A)如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B)分子中若有C,又有i,则必有o(C)凡是平面型分子必然属于C,群(D)在任何情况下，= E4008对称元素G与6组合•得到 ___________________ : C”次轴与垂直它的G组合，得到.4009如果图形中有对称元素S6,那么该图形中必然包含:(A) a. 6 (B)C3，Qh (C)G，i (D)Cj i4010判断：因为映轴是旋转轴与垂直于轴的面组合所得到的对称元素.所以点群分子中必有对称元素6 和Cno ----------------------------- ()4011给出下列点群所具有的全部对称元素：(l)C2h (2) C JV⑶⑺⑷0⑸C引4012假定CuCl卩原來属于门点群，四个C1原子的编号如下图所示。
十出现下面的变化时•点群将如何变化(写出分子点群)。
(1)Cu-Cl(l)键长缩短(2)Cu-Cl(l)和Cu—C1⑵缩短同样长度(3)Cu-Cl(l)和Cu-Cl(2)缩短不同长度(4)0(1)和Cl(2)两原子沿这两原子(5)C1 (1)和CK2)沿其连线逆向移动相同距离.0(3)和Cl(4)亦沿其连线如上同样距离相向移动ci2--Cu-CL (Ch和Cb在纸面以上,X I C12和CX在纸面以下)4013d'(d._ 如.d 2-.2)sp4)杂化的几何构型属于 _________________ 点群°4014已知络合物MAaB：的中心原子M是dtp］杂化.该分子有多少种界构体？这些界构体备属什么点群？4015有一个AB.分子，实验测得其偶极矩为零且有一个三重轴，则此分子所属点群是4016有两个分子，NDH B和CHF"它们都为非极性，且为反磁性，则N3B3H6几何构型 __________________ 点群__________ o C1H4F2几何构型________ ，点群__________ 。
结构化学 第四章练习题
第四章 分子点群1.（中山96）①3NH 分子所属的点群是（C ）A. 3CB. 3DC. 3V CD. 3h D ②下列分子中有偶极矩的是（ B ）A. 2CSB. 2H SC. 3SOD. 4CCl 2. (中山97)①FCH C CHF ==分子的点群为(2C )②属于(C n )点群的分子，既有旋光性，也有偶极矩。
③有偶极矩的分子有( B )A. 2COB. 2H OC. 4CHD.苯 ④丙二烯分子的点群为( D )A. 4SB. 2DC. 2h DD. 2d D3. (中山98) 3AsH ,3ClF ,3SO ,23SO -,3CH +,3CH -中偶极矩为零的是（B ） A ClF 3和CH 3- B. SO 3和CH 3+ C. AsH 3和CH 3- D. ClF 3和SO 32-[ClF 3：sp 3d 2杂化，T 型。
CH 3- ：sp 3杂化，三角锥型] [SO 3：sp 2杂化,平面正三角形。
CH 3+：sp 2杂化,平面正三角形] [AsH 3和CH 3-：三角锥。
SO 32-：sp 3杂化，三角锥型]ClF 34.（中山99）AlF 63-离子中心Al 的杂化轨道为(3s,3p x ,3p y ,3p z ,3d x2-y2,3d z2)几何构型为(正八面体)，分子点群为(O h )群。
5.（南开96）写出下列分子所属点群的熊夫列符号。
C=CH HH H2h D C=C HClClH2h CC=C H HClCl 2V C6. (南开95) 下列所属点群为：CHFClBr (C 1) CHClBr 2 (Cs) CHCl 3 (C 3v ) CCl 4 (T d ) 7.（南开94）联苯有三种不同构象，两个苯平面构成之二面角α分别为（1）＝0°，（2）＝90°，（3）0°＜＜90°,判断这三种构象所属点群。
（1）2h D （2）2d D （3）2D 8.（南开92）H 2O 分子属于(C 2v ) 群 NH 3分子属于(C 3v ) 群 CH 4分子属于(T d ) 群 苯分子属于(D 6h ) 群 9.（北大94） 写出下列分子所属点群的记号及有无偶极矩。
结构化学第四章习题-分子结构测定
1、填空题1、双原子分子刚性转子模型主要内容：原子核体积是可以忽略不计的质点；分子的核间距不变；分子不受外力作用。
2、谐振子模型下，双原子分子转动光谱选律为：极性分子，3、谐振子模型下，双原子分子振动光谱选律为：极性分子，谱线波数为：。
4、刚性转子模型下，转动能级公式为。
5、谐振子模型下的双原子分子能量公式为，其中特征频率为6、分子H2，N2，HCl，CH4，CH3Cl，NH3中不显示纯转动光谱的有：H2，N2，不显示红外吸收光谱的分子有： H2，N2，CH4。
二、选择题1、已知一个双原子分子的转动常数B(波数单位)，纯转动光谱中第二条谱线的波长为（ D ）？（A）B/4（B）B/2（C）1/6B（D）1/4B解：2、HCl分子的正则振动方式共有（ B ）种？线性3N-5 非线性3N-6（A）0（B）1（C）2（D）3CO2分子的正则振动方式共有（ D ）种?（A）1（B）2（C）3（D）4HCN分子的正则振动方式共有（ D ）种?（A）1（B）2（C）3（D）4对H2O而言，其平动、转动、振动自由度分别为（ A ）（A）3，3，3（B）3，2，4（C）3，2，3（D）1，2，33、已知一双原子分子转动光谱的第四条谱线在80cm-1，则第九条谱线位置为（ D ）？（A）120cm-1（B）140cm-1（C）160cm-1（D）180cm-14、运用刚性转子模型处理异核双原子分子纯转动光谱，一般需知几条谱线位置（J），可计算其核间距（ B ）（A）5 （B）2 （C）3 （D）45、红外光谱(IR)由分子内部何种能量跃迁引起（ D ）（A）转动（B）电子-振动（C）振动（D）振动-转动6、H2和D2的零点能比值为：（ B ）（A）1 （B）（C）（D）不确定四、计算题1、已知HCl的纯转动光谱每二谱线间的间隔为20.8cm-1，试求其键长。
解：2、已知1H79Br在远红外区给出了间隔为16.94cm-1的一系列谱带，计算HBr的平衡核间距。
结构化学课后答案第四章
04分子的对称性【4.1】HCN 和2CS 都是直线型分子，写出该分子的对称元素。
解：HCN ：(),C υσ∞∞; CS 2：()()2,,,,h C C iυσσ∞∞∞【4.2】写出3H CCl 分子中的对称元素。
解：()3,3C υσ【4.3】写出三重映轴3S 和三重反轴3I 的全部对称操作。
解：依据三重映轴S 3所进行的全部对称操作为：1133h S C σ=，2233S C =，33h S σ= 4133S C =，5233h S C σ=，63S E = 依据三重反轴3I 进行的全部对称操作为：1133I iC =，2233I C =，33I i = 4133I C =，5233I iC =，63I E =【4.4】写出四重映轴4S 和四重反轴4I 的全部对称操作。
解：依据S 4进行的全部对称操作为：11213344442444,,,h h S C S C S C S E σσ====依据4I 进行的全部对称操作为：11213344442444,,,I iC I C I iC I E ====【4.5】写出xz σ和通过原点并与χ轴重合的2C 轴的对称操作12C 的表示矩阵。
解：100010001xz σ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦， ()12100010001x C ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦【4.6】用对称操作的表示矩阵证明： （a ）()2xy C z iσ= （b ）()()()222C x C y C z = （c ）()2yz xz C z σσ=解：（a ）()()1122xy z z x x x C y C y y z z z σ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦， x x i y y z z -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦()12xy z C iσ=推广之，有，()()1122xy xy n z n z C C i σσ==即：一个偶次旋转轴与一个垂直于它的镜面组合，必定在垂足上出现对称中心。
结构化学第四章习题
第四章1. 下列哪种对称操作是真操作（B）A. 反映 B •旋转 C •反演2. 下列哪种分子与立方烷具有完全相同的对称性：（C）A. C6o B .金刚烷 C . SF63. 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：（B）A.D3 ~D3h -D3dB.D3h f D3f D3dC.Cs h ~C3~C4. S 在室温下稳定存在的形式为正交硫，其中的分子是S8环，分子点群为（B）C4v B. D4d C. D8hA.5. 对s、p、d、f原子轨道分别进行反演操作，可以看出它们的对称性分别是(B)A. u, g, u, gB. g, u, g, uC. g, g, g, g6. CH4分子中具有映轴S （B ）A. 但旋转轴C4和与之垂直的镜面都不独立存在B. 旋转轴C4和与之垂直的镜面也都独立存在C. 旋转轴C4也存在，而与之垂直的镜面不存在7. 对映异构体的旋光大小相等、方向相反（B ）A. 其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为右旋体和左旋体，记作（+）和（-）B. 其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为左旋体和右旋体，记作（-）和（+）C. 对映异构体的等量混合物称为内消旋体，用（土）标记.8. CH4分子中具有映轴S （ A）A. 但旋转轴C4和与之垂直的镜面都不独立存在B. 旋转轴C4和与之垂直的镜面也都独立存在C. 旋转轴C4也存在，而与之垂直的镜面不存在9. 对映异构体的旋光大小相等、方向相反（A ）A.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为右旋体和左旋体，记作（+）和（-）B. 其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为左旋体和右旋体，记作（-）和（+）C. 对映异构体的等量混合物称为内消旋体，用（土）标记•10. 丙二烯分子属于D2d点群.由此推测（C ）A.分子中只有c键B. 分子中有一个大n键nfC. 分子中有两个互相垂直的小n键11. 己三烯电环化反应，在加热条件下保持什么对称性不变？（ B ）A. C2B.mC. m 和C212. 旋光性分子的对映异构体可用R与S区分，分别取自拉丁词右和左的首字母；旋光方向用（+）与（-）区分，分别代表右旋和左旋（C）A. R型分子的旋光方向必定是（+）, S型分子必定是（-）B. R型分子的旋光方向必定是（-）,S型分子必定是（+）C .一般地说，由R、S构型不能断定分子的旋光方向13. 一个分子的分子点群是指：（A ）A .全部对称操作的集合B .全部对称元素的集合C .全部实对称操作的集合14. 对于CO和H20,下列哪种说法是正确的：（A ）A. CO 2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而HO则否B. SO 2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而HO则否C. 它们都属于◎点群15. 群中的某些元素若可以通过相似变换联系起来，它们就共同组成（A ）A. 一个类B. 一个子群C. 一个不可约表示16. 对一个可约表示进行约化得到几个不可约表示。
结构化学课后答案第四章
04分子的对称性【4.1】HCN和CS2都是直线型分子，写出该分子的对称元素。
解：HCN : C：:f ；CS2：C：：，C2 ,i【4.2】写出H3C CI分子中的对称元素。
解：C3，G3【4.3】写出三重映轴S和三重反轴1 3的全部对称操作。
解：依据三重映轴S3所进行的全部对称操作为：s3=<ih C3 &=町s3 = c3 s3 s3 = E依据三重反轴1 3进行的全部对称操作为：I3=Q3, ifI34二c3, i3s4 =Oh C；,S4 =C2,s^=^h C43,s4 = E依据|4进行的全部对称操作为:1 1 214 =0,丨4【4.5】写出二xz和通过原点并与轴重合的C2轴的对称操作C2的表示矩阵。
【4.6】用对称操作的表示矩阵证明：（a）C2 z 匚=i （匕）C2 x C2 y = C2 z （C）L=C2 z解：(a)■x lj y =C=C3 , 13 = i =iC； , I3 =E【4.4】写出四重映轴S4和四重反轴1 4的全部对称操作。
解：依据S4进行的全部对称操作为:解:-10 0〕■100〕^xz =0—1 0_1100 1_卫0T」C 2 z；「xy 云 1 1推广之，有， C 2n z ；「xy = ；「xy C 2n z =i即：一个偶次旋转轴与一个垂直于它的镜面组合，必定在垂足上出现对称中心。
C 2轴，则其交点上必定出现垂直于这两个 C 2轴的第三个C 2轴。
推广之，交角为2二/2n 的两个轴组合，在其交点上必定出现一个垂直于这两个 C 2轴C n 轴，在垂直于C n 轴且过交点的平面内必有 n 个C 2轴。
进而可推得，一个C n 轴与垂 直于它的C 2轴组合，在垂直于 C n 的平面内有n 个C 2轴，相邻两轴的夹角为 2二/2n 。
这说明，两个互相垂直的镜面组合， 可得一个C 2轴，此C 2轴正是两镜面的交线。
推而广之, 若两个镜面相交且交角为 2- /2n ，则其交线必为一个 n 次旋转轴。
(完整版)结构化学习题答案第4章
2组长:070601314组员:070601313070601315070601344070601345070601352第四章 双原子分子结构与性质1.简述 LCAO-MO 的三个基本原则，其依据是什么？由此可推出共价键应具有什么样的特征？答：1.（1）对称性一致（匹配）原则： φa = φs 而φb = φ pz 时， φs 和φ pz 在σˆ yz 的操作下对称性一致。
故 σˆ yz ⎰φs H ˆφ pz d τ = β s , pz ，所以， β s , pz ≠ 0 ，可以组合成分子轨道（2）最大重叠原则：在 α a 和α b 确定的条件下，要求 β 值越大越好，即要求 S ab 应尽可能的大（3）能量相近原则： 当α a = α b 时，可得 h = β ，c 1a = c 1b , c 1a =- c 1b ,能有效组合成分子轨道；2.共价键具有方向性。
2、以 H 2+为例，讨论共价键的本质。
答：下图给出了原子轨道等值线图。
在二核之间有较大几率振幅，没有节面，而在核间值则较小且存在节面。
从该图还可以看出，分子轨道不是原子轨道电子云的简单的加和，而是发生了波的叠加和强烈的干涉作用。
图 4.1 H + 的 ψ 1(a)和 ψ 2(b)的等值线图研究表明，采用 LCAO-MO 法处理 H 2+是成功的，反映了原子间形成共价键 的本质。
但由计算的得到的 Re=132pm ，De=170.8kJ/mol ，与实验测定值Re=106pm、De=269.0 kJ/mol 还有较大差别，要求精确解，还需改进。
所以上处理方法被称为简单分子轨道法。
当更精确的进行线性变分法处理，得到的最佳结果为Re=105.8pm、De=268.8 kJ/mol，十分接近H2+的实际状态。
成键后电子云向核和核间集中，被形象的称为电子桥。
通过以上讨论，我们看到，当二个原子相互接近时，由于原子轨道间的叠加，产生强烈的干涉作用，使核间电子密度增大。
结构化学 第四章练习题
第四章 分子点群1.（中山96）①3NH 分子所属的点群是（C ）A. 3CB. 3DC. 3V CD. 3h D ②下列分子中有偶极矩的是（ B ）A. 2CSB. 2H SC. 3SOD. 4CCl 2. (中山97)①FCH C CHF ==分子的点群为(2C )②属于(C n )点群的分子，既有旋光性，也有偶极矩。
③有偶极矩的分子有( B )A. 2COB. 2H OC. 4CHD.苯 ④丙二烯分子的点群为( D )A. 4SB. 2DC. 2h DD. 2d D3. (中山98) 3AsH ,3ClF ,3SO ,23SO -,3CH +,3CH -中偶极矩为零的是（B ） A ClF 3和CH 3- B. SO 3和CH 3+ C. AsH 3和CH 3- D. ClF 3和SO 32-[ClF 3：sp 3d 2杂化，T 型。
CH 3- ：sp 3杂化，三角锥型] [SO 3：sp 2杂化,平面正三角形。
CH 3+：sp 2杂化,平面正三角形] [AsH 3和CH 3-：三角锥。
SO 32-：sp 3杂化，三角锥型]ClF 34.（中山99）AlF 63-离子中心Al 的杂化轨道为(3s,3p x ,3p y ,3p z ,3d x2-y2,3d z2) 几何构型为(正八面体)，分子点群为(O h )群。
5.（南开96）写出下列分子所属点群的熊夫列符号。
C=CH HH H2h D C=C HClClH2h CC=C H HClCl 2V C6. (南开95) 下列所属点群为：CHFClBr (C 1) CHClBr 2 (Cs) CHCl 3 (C 3v ) CCl 4 (T d ) 7.（南开94）联苯有三种不同构象，两个苯平面构成之二面角α分别为（1）α＝0°，（2）α＝90°，（3）0°＜α＜90°,判断这三种构象所属点群。
（1）2h D （2）2d D （3）2D 8.（南开92）H 2O 分子属于(C 2v ) 群 NH 3分子属于(C 3v ) 群 CH 4分子属于(T d ) 群 苯分子属于(D 6h ) 群 9.（北大94） 写出下列分子所属点群的记号及有无偶极矩。
结构化学 第四章习题(周公度)
第四章分子的对称性1、HCN和CS2都是线性分子。
写出该分子的对称元素解：HCN分子构型为线性不对称构型，具有的对称元素有：C∞，nσV； CS2分子为线性对称性分子构型，具有对称元素有：C∞，nC2, nσV ,σh 2、写出H3CCl分子的对称元素解：H3CCl 的对称元素有：C3，3σV3、写出三重映轴S3和三重反轴I3的全部对称操作解：S31=C3σ; S32=C32 ; S33=σ; S34= C3 ; S35 = C32σI31= C3i ; I32=C32 ; I33= i; I34= C3 ; I35 = C32i4、写出四重映轴S4和四重反轴I4的全部对称操作解：S41=C4σ; S42=C2 ; S43=C43σ; S44= EI41= C4i ; I42=C2 ; I43=C43 i; I44= E5、写出σxz和通过原点并与x轴重合的C2轴的对称操作C21的表示矩阵解：σxz和C2轴所在位置如图所示(基函数为坐标)σxz(x，y，z)’=(x，-y，z)σxz的变换矩阵为C21(x，y，z)’=(x，-y，-z)C21的变换矩阵为6、用对称操作的表示矩阵证明(1) C2(z) σxy = i(2) C2(x)C2(y) =C2(z)(3) σyzσxz=C2(z)解：C2(x)，C2(y)，C2(z)，σxy，σyz，σxz，i对称操作的变换矩阵分别为，，，，，(1) C2(z) σxy = i=(2) C2(x)C2(y) =C2(z)=(3) σyzσxz=C2(z)=7、写出ClCH=CHCl(反式)分子的全部对称操作及其乘法表解：反式1,2-二氯乙烯的结构为：具有的对称元素为C2, I ; σh，σh即为分子平面，i位于C-C键中心C2与σh垂直。
分子为C2h群8、写出下列分子所隶属的点群：HCN，SO3，氯苯(C6H5)Cl，苯(C6H5)，萘(C10H8)解HCN(属于C∞V)，SO3(D3h)，氯苯(C6H5)Cl(C2v)，苯(C6H5)(D6h)，萘(C10H8)(D2h)9、判断下列结论是否正确，说明理由(1) 凡线性分子一定有C∞轴(2) 甲烷分子有对称中心(3) 分子中最高轴次(n)与点群记号中的n相同(4) 分子本身有镜面，它的镜像和它本身全同解 (1) 正确线性分子的分子轴为一个C∞轴(2) 错甲烷分子没有对称中心(3) 错在只含一根主旋转轴的分子点群记号中n与主轴次相同，而在T，I，O类群中不相同(4) 正确分子含镜面，镜面前后部分成镜像关系，整个分子与它的镜像等同。
结构化学第四章练习题(含答案)
第四章分子对称性习题1、NF3分子属于_____________点群。
该分子是极性分子，其偶极矩向量位于__________上。
2、画出正八面体配位的Co(en)33+的结构示意图，指明其点群。
3、写出下列分子所属的点群：CHCl3，B2H6，SF6，NF3，SO32-4、下列说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 凡是八面体络合物一定属于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C1群，对称性最高的是O h群5、判别分子有无旋光性的标准是__________。
6、偶极矩μ=0，而可能有旋光性的分子所属的点群为____________；偶极矩μ≠0，而一定没有旋光性的分子所属的点群为___________。
7、下列各组分子中，哪些有极性但无旋光性？----------------------------------- ( )(1)I3-(2)O3(3)N3-分子组：(A) 1，2 (B) 1，3 (C) 2，3 (D) 1，2，3 (E) 28、在下列空格中打上"+"或"-"以表示正确与错误。
分子所属点群C i C n vD n T d D n d分子必有偶极矩分子必无旋光性9、HCl的偶极矩是3.57×10-30C·m，键长是1.30Å。
如果把这个分子看作是由相距为1.30 Å 的电荷+q与-q组成的，求q并计算q/e。
(e=1.602×10-19C)10、分子有什么对称元素？属于何种点群？写出该群的乘法表。
11、CO2分子没有偶极矩，表明该分子是：-------------------------------------( )(A) 以共价键结合的(B) 以离子键结合的(C) V形的(D) 线形的，并且有对称中心(E) 非线形的11、一个具有一个三重轴、三个二重轴、三个对称面和一个对称中心的分子属于_______________________点群。
《结构化学》第四章习题答案
《结构化学》第四章习题答案4001C3+i; C3+σh4002(非)4003(非)4004不对4005(D)4006(B)4008i; n个C24009(C)4010(否)4011①C2h: C2(1), σh(1),i②C3v: C3(1),σv(3)③S4 : I4或S4④D2: C2(3)⑤C3i: C3(1),i4012(1) C3v(2) C2v(3) C s(4) C2v(5) D2d4013D3h4014有2 种异构体; 其一属于C2v,另一属于D4h。
4015D3h4016①平面六元环; ②D3h ; ③平面,有两个双键; ④C2h4017(1) D4h(2) C4v(3) C2v(4) D5h(5) C s4018C3v; C34019(C)4020(E)4022是4023D34024SO3: D3h;SO32-: C3v;CH3+: D3h;CH3-: C3v;BF3: D3h。
4025(1) D2h;(2) D2d;(3) D2。
4026C3v; D2h; O h; C3v; C3v。
4027(B)4028C2和D2h4029C2v; ∏344030SO2: C2v;CO2: D∞h;304031C s; C3v; C s。
4032D4h; C3v; C2; C s; D2h; T d。
4033C2v; C2v;。
4034I84035(A)4036(D)4037(D)4038(A)4039(B)4041(C)40424043C n;D n; T; O。
4044I n:分子有I n,无旋光;分子无I n,可能观察到旋光。
4045(E)4046(1) C3v,有(2) C2v,有(3) D3h,无(4) D2d,无(5) C s,有4047(1) C s,有(2) D∞v,有(3) C2,有(4) D5h,无(5) C2v,有4048C n4049点群旋光性偶极矩C i无无C n有有C nh无无C nv无有S n无无D n有无D nh无无D nd无无T d无无O h无无4050D n或T或O ; C nv40514052D3h; D3d; D3。
结构化学第四章分子的对称性习题及答案
一、填空题
1.群的表示可分为可约表示和不可约表示。
2.判断分子有无旋光性的标准是是否具有反轴。
3. 分子有无偶极矩与分子对称性有密切关系，只有属于C n和C nv这两类点群的分子才具有偶极矩，而其它点群的分子偶极矩为0。
二、选择题
1. CO2分子没有偶极矩，表明该分子是【D 】
A. 以共价键结合的
B. 以离子键结合的
C. V形的
D. 线形的，并且有对称中心
2. 根据分子的对称性，可知CCl4分子的偶极矩等于【A 】
A. 0
B.
C.
D.
3. 组成点群的群元素是什么【A 】
A. 对称操作
B. 对称元素
C. 对称中心
D. 对称面
4. CH4属于下列哪类分子点群【A 】
A. T d
B. D h
C. C3v
D. C s
5. H2O属于下列哪类分子点群【 A 】
A. C2v
B. C3v
C. C2h
D. O h
三、回答问题
1. 找出H2O分子和NH3分子的对称元素和对称操作及其所属点群，并建立其对称操作的乘积表。
课本第125页：表和表课本第142页：表。
结构化学 第四章习题(周公度)
第四章 分子的对称性1、HCN 和CS 2都是线性分子。
写出该分子的对称元素解：HCN 分子构型为线性不对称构型，具有的对称元素有：C ∞，n σV ； CS 2分子为线性对称性分子构型，具有对称元素有：C ∞，nC 2, n σV ,σh 2、写出H 3CCl 分子的对称元素 解：H 3CCl 的对称元素有：C 3，3σV3、写出三重映轴S 3和三重反轴I 3的全部对称操作 解：S 31=C 3σ; S 32=C 32 ; S 33=σ; S 34= C 3 ; S 35 = C 32σ I 31= C 3i ; I 32=C 32 ; I 33= i ; I 34= C 3 ; I 35 = C 32i4、写出四重映轴S 4和四重反轴I 4的全部对称操作 解：S 41=C 4σ; S 42=C 2 ; S 43=C 43σ; S 44= E I 41= C 4i ; I 42=C 2 ; I 43=C 43 i ; I 44= E5、写出σxz 和通过原点并与x 轴重合的C 2轴的对称操作C 21的表示矩阵 解：σxz 和C 2轴所在位置如图所示(基函数为坐标)σxz (x ，y ，z)’=(x ，-y ，z) σxz 的变换矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-100010001 C 21(x ，y ，z)’=(x ，-y ，-z) C 21的变换矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001 6、用对称操作的表示矩阵证明 (1) C 2(z) σxy = i (2) C 2(x)C 2(y) =C 2(z) (3) σyz σxz =C 2(z)解：C 2(x)，C 2(y)，C 2(z)，σxy ，σyz ，σxz ，i 对称操作的变换矩阵分别为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---100010001(1) C 2(z) σxy = i⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---100010001 (2) C 2(x)C 2(y) =C 2(z)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001 (3) σyz σxz =C 2(z)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100010001=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100010001 7、写出ClCH=CHCl(反式)分子的全部对称操作及其乘法表 解：反式1,2-二氯乙烯的结构为：具有的对称元素为 C 2, I ; σh ，σh 即为分子平面，i 位于C-C 键中心C 2与σh 垂直。
结构化学练习（4-7章）
结构化学练习（4-7章）第四章练习(1)I3和I6不是独立的对称元素，因为I3= ,I6= 。
(2)下列等式成立的是A S3=C3+B S3=C6+σhC S3=C3+iD S3=C6+i(3)如果图形中有对称元素S6，那么该图形中必然包含A C6, σhB C3,C C3,iD C6,i(4)下列说法错误的是A 分子中有S n轴，则此分子必然同时存在C n轴和σh。
B 反映面σd一定也是反映面。
C I4是个独立的对称元素。
D 分子既有C n轴又有垂直于C n轴的σh，此分子必有Sn轴。
(5)对称元素C2与σh组合得到，C n轴与垂直于它的C2轴组合可得到。
(6)写出如下点群所具有的全部对称元素及其对称操作:(1)C2h (2)D3 (3)C3i(7)已知配合物MA2B4的中心原子M是d2sp3杂化，该分子中有多少种构造异构体，这些异构体各属于什么点群。
(8)下列说法正确的是A 凡是八面体配合物一定属于Oh点群B 异核双原子分子一定没有对称中心C 凡是四面体构型分子一定属于Td点群D 在分子点群中，对称性最低的是C1，对称性最高的是Oh(9)下列分子具有偶极矩，而不属于C nv群的是A H2O2B NH3C CH2Cl2D H2C=CH2(10)下列各组分子中有极性，但无旋光性的是(1)N3- (2)I3- (3)O3A (1),(2)B (2),(3)C (1),(2),(3)D (3)(11)下列具有相同阶的分子是(1)B2H6 (2)BrCl5 (3)SiF4A (1),(2)B (2),(3) B (1),(3) D 都不同(12)下列分子的点群不是16个群元素的是A CCl4B XeO4C S8D Ni(CN)4(13)(1)SO42- (2)PO43- (3)ClO4-三者中不是T d点群的是A (1)B (2)C (3)D 都是T d点群(14)下列空格中打上“+”或“-”分别表示对与错。
结构化学第四章习题答案
结构化学第四章习题答案结构化学第四章习题答案第一题：a) 分子式为C6H12O6的化合物是葡萄糖。
b) 分子式为C6H12O6的同分异构体有葡萄糖、果糖和半乳糖。
c) 分子式为C5H10O5的化合物是蔗糖。
d) 葡萄糖和果糖是差异在于它们的羟基位置不同，葡萄糖的羟基在1号碳上，而果糖的羟基在2号碳上。
e) 蔗糖是由葡萄糖和果糖通过缩合反应形成的二糖。
第二题：a) 分子式为C2H6O的化合物是乙醇。
b) 分子式为C3H6O的化合物是丙酮。
c) 分子式为C3H8O的化合物是异丙醇。
d) 乙醇和丙酮都是醇类化合物，它们的区别在于它们的碳链长度不同。
e) 异丙醇是一个异构体，与乙醇和丙酮相比，它的碳链上有一个甲基基团。
第三题：a) 分子式为CH3COOH的化合物是乙酸。
b) 分子式为CH3COCH3的化合物是乙酮。
c) 分子式为CH3COOCH3的化合物是乙酸甲酯。
d) 乙酸和乙酮都是含有羰基的化合物，但乙酸是酸性化合物，而乙酮是酮类化合物。
e) 乙酸甲酯是乙酸和甲醇通过酯化反应形成的酯类化合物。
第四题：a) 分子式为HCl的化合物是氯化氢。
b) 分子式为H2SO4的化合物是硫酸。
c) 分子式为HNO3的化合物是硝酸。
d) 氯化氢是一种无机酸，硫酸和硝酸也是无机酸。
e) 硫酸和硝酸都是强酸，而氯化氢是弱酸。
第五题：a) 分子式为NH3的化合物是氨。
b) 分子式为H2O的化合物是水。
c) 分子式为CO2的化合物是二氧化碳。
d) 氨是一种碱性化合物，水是中性化合物，而二氧化碳是酸性化合物。
e) 氨和水可以发生酸碱中和反应，生成氨水。
结构化学是一门研究化学物质分子结构及其性质的学科。
通过学习分子式和化合物的命名规则，我们可以了解不同化合物的组成和结构，进而推断其性质和反应。
本章习题主要涉及有机化合物和无机酸碱的命名和性质，通过解答这些习题，我们可以加深对这些概念的理解。
在第一题中，我们学习了有机化合物的命名和同分异构体的概念。
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《结构化学》第四章习题4001I 3和I 6不是独立的对称元素，因为I 3=，I 6=。
4002判断：既不存在C n 轴，又不存在σh 时，S n 轴必不存在。
---------------------------- ( ) 4003判断：在任何情况下，2ˆnS =E ˆ 。
---------------------------- ( ) 4004判断：分子的对称元素仅7种，即σ ，i 及轴次为1，2，3，4，6的旋转轴和反轴。
---------------------------- ( ) 4005下面说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群 (B) 同一种分子必然同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点群 (C) 分子中有 S n 轴，则此分子必然同时存在 C n 轴和σh 面 (D) 镜面σd 一定也是镜面σv 4006下面说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心 (B) 分子中若有C 4，又有i ，则必有σ(C) 凡是平面型分子必然属于C s 群(D) 在任何情况下，2ˆnS =E ˆ 4008 对称元素C 2与σh 组合，得到___________________；C n 次轴与垂直它的C 2组合，得到______________。
4009如果图形中有对称元素S 6，那么该图形中必然包含：---------------------------- ( ) (A) C 6， σh (B) C 3， σh (C) C 3，i (D) C 6，i4010判断：因为映轴是旋转轴与垂直于轴的面组合所得到的对称元素，所以S n 点群分子中必有对称元素σh 和C n 。
---------------------------- ( )4011给出下列点群所具有的全部对称元素： (1) C 2h (2) C 3v (3) S 4 (4) D 2 (5) C 3i 4012假定 CuCl 43-原来属于 T d 点群，四个 Cl 原子的编号如下图所示。
当出现下面的变化时，点群将如何变化(写出分子点群)。
(1) Cu —Cl(1) 键长缩短 (2) Cu —Cl(1) 和 Cu —Cl(2)缩短同样长度 (3) Cu —Cl(1) 和 Cu —Cl(2)缩短不同长度 (4) Cl(1)和Cl(2)两原子沿这两原子(5) Cl(1)和Cl(2) 沿其连线逆向移动相同距离，Cl(3)和Cl(4)亦沿其连线如上同样距离相向移动(Cl 1和Cl 3在纸面以上， Cl 2和Cl 4在纸面以下) 4013d 3(2d z ，d xy ，d 22y x -)sp(p z )杂化的几何构型属于_________点群。
4014已知络合物 MA 4B 2 的中心原子 M 是d 2sp 3杂化，该分子有多少种异构体？这些异构体各属什么点群？ 4015有一个 AB 3分子，实验测得其偶极矩为零且有一个三重轴，则此分子所属点群是_______________________。
4016有两个分子，N 3B 3H 6和 C 4H 4F 2，它们都为非极性，且为反磁性，则N 3B 3H 6几何构型___________，点群___________。
C 4H 4F 2几何构型_________，点群__________。
4017作图示出下列各分子的空间构型，并指出所属点群。
(1) [Re2Cl8]2-(2) B5H9(3) [PtCl3(C2H4)]-(4) 重叠式二茂铁(5) H2C=CHCl4018NF3分子属于_____________点群。
该分子是极性分子，其偶极矩向量位于__________上。
4019下列分子中：(1)对-二氟苯(2)邻-二氟苯(3)间-二氟苯，哪些有相同的点群？-------------------------- ( )(A) 1，2 (B) 1，3 (C) 2，3 (D) 1，2，3 (E) 都不同4020Cr 与CO 形成羰基化合物Cr(CO)6，其分子点群为：-------------------------- ( )(A) D4h(B) T d(C) D5h(D) D6h(E) O h4022判断：和空间构型相同，都属于C2点群。
4023画出正八面体配位的Co(en)33+的结构示意图，指明其点群。
4024判断下列分子所属的点群：SO3，SO32-，CH3+，CH3-，BF34025当联苯( C6H5—C6H5)的两个苯环平面的夹角(α)分别为：(1) α= 0°，(2) α= 90°，(3) 0︒ < α < 90︒时，判断这三种构象的点群。
4026写出下列分子所属的点群：CHCl3，B2H6，SF6，NF3，SO32-4027B2H6所属点群是：---------------------------- ( )(A) C2v(B) D2h(C) C3v(D) D3h(E) D3d4028[Co(en)2Cl2]+可能的点群有____________。
4029CH2═C═O 分子属于________点群，其大 键是________。
4030试写出下列分子所属的点群：SO2，CO2，N2O 。
4031画一立方体，在八个顶角上各放一相同的球，写明编号，去掉三个球，列表指出所去球的号数及剩余的球属于什么点群。
4032画一立方体，在八个顶角上均放一相同的球，写明编号。
若要去掉四个球，共有六种不同方式。
列表示出所去球的号数及剩余的球属于什么点群。
4033画一立方体，在八个顶角上放八个相同的球，写明编号。
現要去掉二个球，列表指出所去球的号数及剩余的球属于什么点群。
4034环形S8分子属D4d点群，分子中包含轴次最高的对称轴为_______。
4035下列分子具有偶极矩且不属于C n v的分子是：---------------------------- ( )(A) H2O2(B) NH3(C) CH2Cl2(D) CH2═CH24036萘分子所属点群为：---------------------------- ( )(A) C s(B) C2v(C) D2(D) D2h4037丙二烯分子所属点群为：---------------------------- ( )(A) C2v(B) D2(C) D2h(D) D2d4038与NH3分子属于不同点群的分子是：---------------------------- ( )(A) BF3(B) O═PCl3(C) CH3Cl (D) (C6H6)Cr(CO)34039与H2O 分子不同点群的分子是：---------------------------- ( )(A) 吡啶(B) CO2(C) HCHO (D) 吡咯( C4H8O )4041下列说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 凡是八面体络合物一定属于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C1群，对称性最高的是O h群4042下列分子中属于D3群的是：---------------------------- ( )(A) BF3(B) NH3(C)部分交错式乙烷(D)交错式乙烷4043分子具有旋光性，则可能属于___________等点群。
4044判别分子有无旋光性的标准是__________。
4045下列各组分子中，哪些有极性但无旋光性？----------------------------------- ( )(1)I3-(2)O3(3)N3-分子组：(A) 1，2 (B) 1，3 (C) 2，3 (D) 1，2，3 (E) 24046写出下列分子的点群以及有无偶极矩：(1) NH3(2) H2O (3) CO32-(4) (5)4047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）CH2Cl24048既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于_________点群。
4049根据分子对称性，试推测属于哪些点群的分子可以有偶极矩和旋光性，哪些点群则没有？4050偶极矩μ=0，而可能有旋光性的分子所属的点群为____________；偶极矩μ≠0，而一定没有旋光性的分子所属的点群为___________。
4051在下列空格中打上"+"或"-"以表示正确与错误。
分子所属点群C i C n vD n T d D n d分子必有偶极矩分子必无旋光性4052写出乙烷分子的重迭式、全交叉式和任意角度时所属的点群。
4053正八面体六个顶点上的原子有三个被另一种原子置换，有几种可能型式？各属什么点群，有无旋光性和永久偶极矩？4054 写出(1) H2C═C═CH2，(2) FHC═C═CH2，(3) F2C═C═CH2，(4) FHC═C═CHF 分子的点群。
4055吡啶( C5H5N ) 分子属于_____________点群。
4056乙烯(C2H4 ) 分子属于_______________点群。
4057重叠式乙烷( C2H6) 分子属于__________点群。
4058交叉式乙烷( C2H6) 分子属于__________点群。
4059椅式环己烷( C6H12 ) 分子属于____________点群。
4060H2C═C═CH2分子属于_____________点群。
4061H2C═C═C═CH2分子属于_____________点群。
4062SF6分子属于____________点群。
4069HCl的偶极矩是3.57×10-30？C·m，键长是1.30？Å。
如果把这个分子看作是由相距为1.30 Å 的电荷+q与-q组成的，求q并计算q/e。
(e=1.602×10-19？C)4070CCl4(l)在20？︒C和标准压力下，介电常数εr=2.24，密度ρ=1.59？g·cm-3。
计算CCl4的极化率α。
已知ε0=8.854×10-12？C2·J-1·m-1。
4071水分子的偶极矩是6.17×10-30？C·m，求O—H键的键距，已知H2O键角α=104.5︒。
4072已知O—H键的键矩μO─H=5.04×10-30？C·m，求H2O2的偶极矩。