结构化学第九章习题解析
有机化学09章答案
有机化学09章答案work Information Technology Company.2020YEAR第九章核磁共振谱、红外光谱和质谱问题9.1 下列化合物的1H NMR谱图中各有几组吸收峰（1）1-溴丁烷（2）丁烷（3）1,4-二溴丁烷（4）2,2-二溴丁烷（5）2,2,3,3-四溴丁烷（6）1,1,4-三溴丁烷（7）溴乙烯（8）1,1-二溴乙烯（9）顺-1,2-二溴乙烯（10）反-1,2-二溴乙烯（11）烯丙基溴（12）2-甲基-2-丁烯提示：化合物中有几种化学不等价的质子，在1H NMR谱图中就有几组吸收峰。
首先写出这些化合物的结构式，然后再看各个质子是否等价。
答案：（1）CH3CH2CH2CH2Br 4组（2）CH3CH2CH2CH3 2组（3）BrCH2CH2CH2CH2Br 2组（4）CH3CBr2CH2CH3 3组（5）CH3CBr2C(Br)2CH3 1组（6）CHBr2CH2CH2CH2Br 4组（7）组（8）组（9）组（10）组（11）组（12） 4组问题9.2 下列化合物的1H NMR谱图中都只有一个单峰，试推测它们的结构。
(1) C8H18, δH = 0.9 (2) C5H10, δH = 1.5(3) C8H8, δH = 5.8 (4) C4H9Br, δH = 1.8(5) C2H4Cl2, δH = 3.7 (6) C2H3Cl3(7) C5H8Cl4, δH = 3.7提示: 1H NMR谱图中只有一个单峰，说明所有的氢质子都是等价的，即任何一个氢质子周围没有与之不等价的氢质子。
答案：问题9.3：推测C4H9Cl的几种异构体的结构（1）1H NMR谱图中有几组峰，其中在δH = 3.4处有双重峰。
（2）有几组峰，其中在δH = 3.5处有三重峰。
（3）有几组峰，其中在δH = 1.0处有三重峰，在δH = 1.5处有双重峰，各相当于三个质子。
提示：先写出C4H9Cl的几种异构体的结构，再根据1H NMR谱图的特征判断各是哪一种异构体。
结构化学习题解答解析
习题选解第一章1.1 E = 1.988⨯10-18Jp = 6.626⨯10-27kg ⋅m ⋅s -1 1.2 h = 6.442⨯10-34J ⋅s w = 5.869⨯10-19J ν0 = 9.11⨯1014s -1 1.4 光子能量21.24eV ；电子动能 5.481eV 1.5 70.8pm1.9 (1)1/4；(2)2.63⨯10-5；(3)2/l ；(4)01.10 3个，E 1 = h 2/(8ml 2)；E 2 = 4h 2/(8ml 2)；E 3 = 9h 2/(8ml 2) 1.13 301.5 nm 1.16 0.14 nm 1.17 86.2nm1.20 (1)无，l /2；(2)无，0；(3)有，2224n h l ；(4)有，2228n h ml 1.21 (1)是，能量无确定值，22513h E mL =；(2) 是，能量无确定值，2297104h E mL = 1.22 (1) 2222k E mr =,i k φψ, k =0, ±1, ±2, …；(2) 136pm 1.23 (1) h 2/(8ml 2)；(2) l /2，2/l ；(3)01.24 n x =3, n y =1, n z =2；n x =3, n y =2, n z =1；n x =2, n y =1, n z =3；n x =2, n y =3, n z =1；n x =1, n y =2, n z =3；n x =1, n y =3, n z =2 1.25 (1)不是，x →∞时，ψ→∞不满足平方可积；(2)不是，x →-∞时，ψ→∞不满足平方可积；(3)不是，在x =0处一阶微商不连续；(4)不是，ψ不满足平方可积；(5) 不是，ψ不满足平方可积，在x =0处一阶微商不连续；(6) 是 1.27 11πsin 42π2n n -；n =3；1/4；说明当n →∞时，一维势箱中运动的粒子，其概率分布与经典力学相同 1.28 (1)1ψ=；(2) ψ=(3) i m φψ=；(4) 0/r a ψ-=1.29 (1)是；(2) 是；(3) 不是；(4) 是；(5) 不是1.31 (1) 是d/d x 和d 2/d x 2的本征函数，本征值分别为a 、a 2(2) 不是d/d x 和d 2/d x 2的本征函数(3) 不是d/d x 的本征函数，是d 2/d x 2的本征函数，本征值为-a 2 (4) 不是d/d x 的本征函数，是d 2/d x 2的本征函数，本征值为-a 2 (5) 不是d/d x 和d 2/d x 2的本征函数 (6) 不是d/d x 和d 2/d x 2的本征函数1.34 无确定值，2258h E ml =1.351.36 (a /2, a /4, a /2)，(a /2, 3a /4, a /2)；y = a /2 1.37 (1) 是；(2) 是；(3) 不是；(1) 不是 1.38 |p |=nh /2l第二章 2.1 3a 0/2 2.5 22.6 (1) ()22212349R C C C ⎡⎤-++⎣⎦；(2)21C ；；(4)1；(5) 2223()C C - ；(6)0 2.14 (1) -3.4eV ；(2) ；(3)0；(4)r /a 0(5)(6)2.15 (1)；(2) n =2, l =1, m =0；(3) E =-3.4eV ，|M | =0，M z = 02.16 (1) 1111(1)(1)(1)(1)(2)(2)(1)(2)s s s s αψβΦαψβ=；(2) E = -78.6eV2.17 (1) 112112112(1)(1)(1)(1)(3)(3)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(3)(3)(3)(3)s s s s s s s s s αψβψαΦαψβψααψβψα=或112112112(1)(1)(1)(1)(3)(3)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(3)(3)(3)(3)s s s s s s s s sαψβψβΦαψβψβαψβψβ=； (2) E = -204.03eV2.18 (1) 3P 0；(2) 3P 2；(3) 4S 3/2；(4) 6S 5/2；(5) 3F 2；(6) 3F 4；(7) 4F 3/2；(8) 4F 9/2；(9) 5D 4 2.19 (1) 1S(1S 0)；(2) 2P(2P 3/2 2P 1/2)；(3) 1S(1S 0), 3P(3P 2, 3P 1, 3P 0), 1D(1D 2)；(4) 1S(1S 0), 3P(3P 2, 3P 1, 3P 0), 1D(1D 2), 3F(3F 4, 3F 3, 3F 2), 1G(1G 4)； (5) 1P(1P 1),3P(3P 2, 3P 1, 3P 0)；(6)1S(1S 0), 3S(3S 1), 1P(1P 1),3P(3P 2, 3P 1, 3P 0), 1D(1D 2), 3D(3D 3, 3D 2, 3D 1) 2.21 第一种2.22 未成对电子数：2l +1 基支项：2212l l S ++2.24 (1) 4S 、2D 、2P(2) 4D 、4P 、4S 、2D(2)、2P(2)、2S(2) (3) 4P 、2D 、2P 、2S(4) 4P 、4D 、4F 、2S 、2P(2)、2D(3)、2F(2)、2G (5)1S 3P 1D 1S 1S 3P 1D 3P 3P 5D, 5P,5S, 3D, 3P, 3S, 1D, 1P, 1S3F, 3D,3P1D 1D 3F, 3D, 3P 1G,1F, 1D, 1P,1S3 F 3F 5G, 5F , 5D, 3G, 3F , 3D, 1G, 1F , 1D 3H, 3G, 3F, 3D,3P1G 1G 3H, 3G, 3F 1I, 1H, 1G,1F,1D2.25 I 1= 11.46eV2.26 (1)5；(2)15；(3)4；(4)45；(5)675；(6)1350 ；；(4) 2, 1, 0, -1, -2；(5)5 2.29 (1)A, C ；(2)A, B ；(3)B, C 2.31 2个节面2.32 (1))122z s s p ψψψψ=++；(2) 无，<E>=-6.8eV ，1/3； (3) 3 ，2/3； (4) 有，0，0第三章3.7 (1)OF ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(5σ)2(1π)4(2π)3，一个σ键，一个三电子π键，键级3/2，顺磁性(2)NO ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4 (5σ)2(2π)1，1σ，1π，一个三电子π键，键级5/2，顺磁性 (3)CO ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4 (5σ)2，一个σ键，二个π键，键级3，反磁性(4)CN ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(1π)4 (5σ)1，一个单电子σ键，二个π键，键级5/2，顺磁性 (5)HF ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(1π)4，一个σ键，键级1，反磁性3.8 (1) O 2：2*22*2222*1*1112222222s s s s pz px py px py σσσσσππππ；O 2+：2*22*2222*111222222s s s s pz px py px σσσσσπππ；O 2-：2*22*2222*2*1112222222s s s s pz px py px py σσσσσππππ；键级：O 2+ > O 2 > O 2-；键长：O 2+ < O 2 < O 2- (2) OF ：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(5σ)2(1π)4(2π)3；OF +：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(5σ)2(1π)4(2π)2；OF -：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(4σ)2(5σ)2(1π)4(2π)4；键级：OF + > OF > OF -；键长：OF + < OF < OF -3.10 (1)得电子变为AB -型负离子后比原来中性分子键能大的分子：C 2，CN(2)失电子变为AB +型正离子后比原来中性分子键能大的分子：O 2，F 2，NO 3.12 p x -d xy (否)；p y -d yz (π)；d x 2-y 2-d x 2-y 2(δ)；d z 2-d z 2(σ)；p x -p x (π) 3.13原子轨道3s 3p z 3p x 3p y 3d z 23d zx 3d yz 3d xy 3d x 2-y 2沿z 轴对称类型（节面数） 0 0 1 10 1 1 2 2 有14对轨道对符合对称性匹配：原子轨道对 3s -3s 3s -3p z 3s -3d z 2 3p z -3p z 3p z -3d z 23d z 2-3d z 2 3p x -3p x 分子轨道类型 σ σ σ σσσπ原子轨道对 3p x -3d xz 3p y -3p y 3p y -3d yz 3d xz -3d xz 3d yz -3d yz 3d xy -3d xy 3d x 2-y 2-3d x 2-y 2分子轨道类型 π π π ππδδ3.14 (1) E I <E 1<E 2<E II ；(2) 222112/()a a a +；(3) 222112/()b b b +；(4) ψI 含φ1(A)原子轨道的成份多一些，ψII 含φ2(B)原子轨道的成份多一些；(5) 这个化学键的电子云会偏向A 原子3.15 1122x s p ψψ=+；21263x y s p p ψψψψ=-+；312662x y z s p p p ψψψψψ=--+；412662x y z s p p p ψψψψψ=---3.17 (1)0.73；(2)0.71；(3)0.683.23 NF ：1σ22σ23σ24σ25σ21π42π2，键级：2，顺磁性；NF +：1σ22σ23σ24σ25σ21π42π1，键级：2.5，顺磁性；NF -：1σ22σ23σ24σ25σ21π42π3，键级：1.5，顺磁性第四章4.1 (1)π34，(2)π78，(3) π78，(4) π88，(5) π910，(6) π78，(7) π34，(8) π34，(9)无，(10) π1414，(11) π44，(12) π34(2个)，(13) π34(2个)，(14) π34(2个)，(15)无，(16) π34(2个)，(17) π34，(18) π46，(19) π46，(20)π46，(21) π344.6 (1) 1E α=，E 2 = α，3E α=；(2) ()112312φψψ=++)213φψψ-()312312φψψ=-+； (3) -0.828β；(4) C C C0.51.00.7074.8 (1) E 1=α+2β，E 2=E 3=α-β(2) 环丙烯正离子、自由基和负离子的离域能分别为-2β、-β和0(3) )1123φψψψ++，)21232φψψψ=--，)323φψψ=-(4) 4.11 (1) 2个π34，(2) E 1=α+2β， E 2=α+β，E 3=α-β(3) α+2βα+βα-β(4) 离域能为-1.528β 4.14 6α+5.656β第六章6.2 存在对称中心i ： C 2h C 4h C 6h D 2h D 4h D 6h D 3d D 5d S 2 S 6存在垂直于主轴的镜面σh ：C 2h C 3h C 4h C 5h C 6h D 2h D 3h D 4h D 5h D 6h S 3 S 5 6.3(1) CO —C ∞v ，CO 2—D ∞h ，NO 2+—D ∞h ，乙炔—D ∞h ，H 2S —C 2v ，NH 3—C 3v ，CH 3Cl —C 3v ，HOCl —C s ，H 2O 2—C 2，NO 2—C 2v ，CH 4—T d ，SF 6—O h(2) 重叠式乙烷—D 3h ，交叉式乙烷—D 3d ，椅式环己烷—D 3d ，船式环己烷—C 2v ，丙二烯—D 2d ，CHCl 2Br —C s ，CH 2=C=CCl 2—C 2v ，CHCl=C=CHCl —C 2，CH 3-CCl 3(交叉式)—C 3v ， CH 3-CCl 3(重叠式)—C 3v(3) 顺式(重叠式)二茂铁—D 5h ，反式(交叉式)二茂铁—D 5d ，[Co(NH 2–CH 2–CH 2–NH 2)3]3+—D 3，1,3,5,7四甲基–环辛四烯—S 4(4) [PtCl 4]2-—D 4h ，HCHO —C 2v ，顺式二氯乙烯—C 2v ，反式二氯乙烯—C 2h ，CH 2=CCl 2—C 2v ，苯分子—D 6h ，萘分子—D 2h ，对二氯苯—D 2h ，邻二氯苯—C 2v ，间二氯苯—C 2v ， BCl 3—D 3h ，[CO 3]2-—D 3h6.4B N B N B N H H H H H HD 3h ，B B BNH 2NH 2H 2ND 3hFH HFHHC 2h ， H FF HHH C 2h， HHHHFFC2h ，CC FC 2h ，6.5 (1)D 2h (2)D 2d (3)D 26.6 (1) 去掉2个球有以下3种情况：2vvd (2) 去掉3个球有以下3种情况：s s 3v6.7⑴正三角形D 3h ⑵正方形 D 4h ⑶正六边形D 6h ⑷长方形 D 2h ⑸中国国旗上的一个五角星 D 5h ⑹正三棱锥 C 3v ⑺正三棱柱D 3h ⑻正四棱锥C 4v ⑼正四棱柱 D 4h ⑽双正四棱锥D 4h ⑾正六棱柱D 6h ⑿正四面体T d ⒀正八面体 O h⒁正六面体(即立方体)O h⒂圆锥体C ∞v ⒃园柱体D ∞h6.8 XX XXXXXXXX XXX XXX X XXXXXXX XXXXXX XXX XX Y XXY XYXYYXX YC s C 2D 2dC 2vC i C 1C 2hC s C sC 2vD 2hC 2hC 2hC 4v C 2C 2v第七章 7.1点阵点数目1 1 1 1每个点阵点代表的内容 白1、黑2白1、黑1白1、黑1白3 黑球和白球的数目 白1、黑2白1、黑1白1、黑1白37.7(1)0,0,0; 1/2,1/2,0; 1/2,0,1/2; 0,1/2,1/2; 1/4,1/4,1/4; 1/4,3/4,3/4; 3/4,1/4,3/4; 3/4,3/4,1/4；(2)154.5pm 7.8 (右图)7.9 d 110=233.8pm ；d 220=143.2pm7.10 201pm7.11 (100)与(010)：90°；(100)与(001)：90°；(100)与(210)：26.56°7.14 (1)C 2v ，正交；(2) C 2h ，单斜；(3)D 2h ，正交；(4) D 4h ，四方； (5)D 6h ，六方；(6)C 3v ，三方；(7)C 3i ，三方(8)C 3h ，六方；(9)D 3h ，六方； (10)S 4，四方；(11)C s ，单斜；(12) O h ，立方；(13)T d ，立方； (14) D 2d ，四方；(15)O ，立方；(16) C 6h ，六方；(17) D 3，三方； (18) T ，立方；(19) D 3d 三方；(20)T h ，立方 7.157.17(100)(010)(120)(230)第八章8.1 28.0748.2 21.453gcm-3r=138.7pm8.3 a=b=328pm，c=536pm；3.187gcm-38.4 r =185.8pm，0.967gcm-3，d=303pm8.8 a=352.4pm，8.908gcm-3，r=124.6pm8.14 r=146pm8.17 CaS：正负离子配位数皆为6，正八面体，A1，晶体结构型式为cF；CsBr：正负离子配位数皆为8，立方体，立方简单，晶体结构型式为cP8.18 (2) 154pm；(3) 1.53gcm-3；(4) 274pm8.20 cF；分数坐标：0,0,0; 1/2,1/2,0; 1/2,0,1/2; 0,1/2,1/2；80.99%8.22 (1)Ti4+：000；Ba2+：1/2,1/2,1/2；O2-：0,0,1/2; 0,1/2,0; 1/2,0,0(2) BaTiO3 (3)cP(4)与Ba2+离子配位的O2-负离子数为12；与Ti4+离子配位的O2-负离子数为6(6) A1第九章9.2 cF，a=359pm9.5 (1) a=415.8pm；(2) x = 0.92，(NiO)76(Ni2O3)8；(3) A1，正八面体空隙，92%；(4) 294pm9.8 (1) 21.45gcm-3，r = 186.7pm；(2)有两个，分别来自200和4009.9 (1)19.356gcm-3；(2) 共有7对粉末线，衍射指标依次为(110), (200), (211), (220), (310), (222) (321) 9.10 (1) r = 128pm；(2) 仅有(200)和(400)的衍射峰；(3) (200)与(400)衍射峰对应的2L值分别为50.4mm和116.8mm9.11 (1) a=565.9pm；(2)cF；(3)n = 49.12 (1) r=137.0pm；(2)2级9.16 106.6pm9.17 141.9pm9.18 k1/k2=1.7149.19 11MHz9.26 λ1,λ3,λ5由HCl产生，HCl核间距129pm；λ2,λ4,λ6由HBr产生，HBr核间距143pm9.28 131pm；477.7Nm−19.30 64.32⨯1012s−1；1.5547⨯10−14s；1859.7 Nm−1；12.83kJ；3.859cm−1附录III 模型实习实习一、分子的对称性目的：1. 掌握寻找分子中独立对称元素、判断分子点群的方法；2. 根据分子所属点群判断分子有无偶极矩3. 根据分子所属点群判断分子有无旋光性。
《结构化学》(7-10章)习题答案全解
《结晶学基础》习题答案目录第7章答案----------------------------------------------------------------------1第8章答案---------------------------------------------------------------------12第9章答案---------------------------------------------------------------------20第10章答案------------------------------------------------------------------251《结晶学基础》第七章习题答案7001 单晶:一个晶体能基本上被一个空间点阵的单位矢量所贯穿。
多晶:包含许多颗晶粒,这些晶粒可能为同一品种,也可能不同品种,由于各晶粒在空间取向可能不同,不能被同一点阵的单位矢量贯穿。
7002 (D) 7004 简单立方; Cs +和Cl -; 4C 37005 (1) 立方F (2) A 和 B (3) 4 个 (4) 4 组 (5) 3a (6) a /2 7007 4n 个 A, 8n 个 B, n 为自然数。
7010 d 111= 249 pm ; d 211= 176 pm ; d 100= 432 pm 7011 六方; D 3h 70127013 依次为立方,四方,四方,正交,六方。
7014 立方 P ,立方 I ,立方 F ; 四方 P ,四方 I 。
7015 旋转轴,镜面,对称中心,反轴; 旋转轴,镜面,对称中心,反轴,点阵,螺旋轴,滑移面;n =1,2,3,4,6; 32个; 七个晶系; 14种空间点阵型式; 230个空间群。
7016 (1) 四方晶系 (2) 四方 I (3) D 4 (4) a =b ≠c , α=β=γ=90° 7017 (1) 单斜晶系,单斜 P (2) C 2h (3) C 2, m , i 7018 (2a ,3b ,c ):(326); (a ,b ,c ):(111); (6a ,3b ,3c ):(122); (2a ,-3b ,-3c ):(322)。
北师大_结构化学课后习题答案Word版
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。
《无机化学》第九章分子结构课后习题参考答案
第九章分子结构课后习题参考答案2解：（1）Hg 原子的价电子构型是：5d 106s 2因中心原子Hg 采用sp 杂化，则分子为直线形。
（2）因中心原子Si 采用sp 3杂化，则分子构型为正四面体（3）因中心原子B 采用sp 2杂化，则分子构型为平面三角形（4）因中心原子N 采用sp 3杂化，有一对孤对占据杂化轨道，所以分子构型为三角锥形（5）因中心原子N 采用sp 2杂化，有一对孤对占据杂化轨道，所以分子构型为V 形（6）因中心原子Si 采用sp 3d 2杂化，所以分子构型为正八面体3解：（1）42414=⨯+=VP ，σ键数为4，无孤对电子对，则价电子对空间构型和分子空间构型相同，均为正四面体。
用杂化轨道理论说明：因分子中共有四对成键，则需提供四条杂化轨道，所以Si 采用sp 3杂化形成四条sp 3杂化轨道供四对成键电子占据，分子构型为正四面体。
（2）224=+=VP ，σ键数为2，无孤对电子对，则价电子对空间构型和分子空间构型相同，均为直线形。
杂化轨道理论：（3）32133⨯+=VP ，σ键数为3，无孤对电子对，则价电子对空间构型和分子空间构型相同，均为平面三角形。
用杂化轨道理论说明：因分子中共有三对成键，则需提供三条杂化轨道，所以B 采用sp 2杂化形成三条sp 2杂化轨道供三对成键电子占据，分子构型为平面三角形。
（4）42135=⨯+=VP ，σ键数为3，有1对孤对电子对，则价电子对空间构型为四面体，而扣除孤对电子占据的位置，分子空间构型为三角锥形。
杂化轨道理论：（5）42126=⨯+=VP ，σ键数为2，有2对孤对电子对，则价电子对空间构型为四面体，而扣除孤对电子占据的位置，分子空间构型为V 形。
杂化轨道理论：（6）326=+=VP ，σ键数为2，有1对孤对电子对，则价电子对空间构型为平面三角形，而扣除孤对电子占据的位置，分子空间构型为V 形。
杂化轨道理论：4解：（1）521127=+⨯+=VP ，σ键数为2，有3对孤对电子存在，其价电子对空间构型为三角双锥，扣除孤电子对所占据的位置，其离子几何构型为直线形。
有机化学课后习题答案第九章
第九章 羧酸及其衍生物 一、命名或写结构式1. 3-甲基-2-溴丁酸 2、（E ）-3-氯-3-溴丙烯酸3. 2，4-二氯苯氧乙酸4. 2-甲基-4-甲氧基苯甲酰胺5. β-乙基-γ-丁内酯6. β-甲基-γ-丁内酰胺7. α-乙基丁二酸酐 8. （Z ）-α-羟基-β-戊烯酸 9、 10、10、 12、 二、鉴别 1、2、CH 2COOH HO O C CH 3O COOCH 3CH 2COOHCH 2COOHCHCOOHC HOOCO CHOCOOH COOH HCOOH CH 3+银镜银镜无现象无现象CHO COOHHCOOH 黄色沉淀无现象COOHCH 3紫红色褪去无现象紫红色褪去无现象CH 3C COOHO COOHCOOH OH显色CH 3COOHOCOOH3、 4、四、完成下列反应式 1、COOHCH=CHCOOHHOOC2COOHO显色无现象COOHCH=CHCOOH红棕色褪去无现象黄色沉淀无现象显色CH 32CH 2CH 3OCH 3CH 22CH 3O O CH 223OO无现象CH 32CH 2CH 3OCH 3CH 22CH 3OO无现象CH 3CH 2CCH 2CH OO无现象CH 2COOH2CH 2CH 2CH 2OH2、3、4、5、6、7、8、9、CH2CH2OHCH=CHCH2CH2OHCOOMgBr COOHOCH3COO-NH4+CH32OCH3CCH2ClCNCH3CCH2ClOHCOOHCH3CCH2CNOHCOOHCH3CCH2COOHCOOHCH2OHOONaCH3NHNHCCOOOONaCOONa10、 11、五、完成转化 1、 2、 3、4、OCH 2CH 2CH 3O OCH 2CH 2+CH 3CH 2OH2CH 3CHOHCNCH 3CHCNOH2+CH 3CHCOOHOH32+CH 3O CH 2CH 2Br /CCl CH 2CH 2Br NaCN EtOHCH 2CN 2CNH 2O/H +CH 2COOH 2COOH+CH 2COOC 2H 5CH 2COOC 2H 5CH 2CH 2H 2O/H +HBrCH 2Br2CH 3CH 2MgBrO2CH 3CH 2CH 2CH 2OMgBr3CH 2CH 2CH 2OHCH 3COOH/H +CH 3COOCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 3OHH 2OCH 3CH CH212O 32CH 3CHO-CH 3CH=CHCHO32+CH 3CH=CHCOOH5、6、7、 8、六、推断结构（1） （2）（3） CH 3CH 2CH 2CH 2OH KMnO 4/H +CH 3CH 2CH 2COOHCH 3CH 2CH 2CONH 22CH 3CH 2CH 2NH 2(CH 3)2C CH 2HBr(CH 3)3C ClMg/Et O(CH 3)3C MgBr CO 2(CH 3)3C COOMgBrH 2O/H +(CH 3)3C COOHSOCl 2(CH 3)3C COCl(CH 3)3C 4(CH 3)3C CH 2OHSOCl 23)3C CH 2Cl3(CH 3)3CCH 2NH 2OHKMnO 4/H +O3Et 2OCH 3OMgBr2+CH 3OH3CH 3COOCH=CH 2A:B:CH 2=CHCOOCH 3CCOOH COOCH 3H CH 3CH 32COOCH(CH 3)2OA:B:CH 32COOHOC:CH 3CHCH 3OH。
结构化学第九章习题解析
习题解析9.1 若平面周期性结构系按下列单位并置重复堆砌而成，试画出它们的点阵结构，并指出结构基元。
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○解：用实线画出点阵结构如下图9.1，各结构基元中圈和黑点数如下表：●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○1234567图9.1号数 1 2 3 4 5 6 7黑点数 1 1 1 1 0 2 4 圈数 1 1 1 2 3 1 39.2 有一AB型晶体，晶胞中A和B的坐标参数分别为(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2).指明该晶体的空间点阵型式和结构基元。
解：不论该晶体属于哪一个晶系，均为简单的空间点阵，结构基元为AB。
9.3 已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a=356.7pm, 写出其中碳原子的分数坐标,并计算C—C 键的键长和晶胞密度。
解：金刚石中碳原子分数坐标为：0，0，0；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2；1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4。
C－C键长可由（0，0，0）与（1/4，1/4，1/4）两个原子的距离求出；因为立方金刚石a=b=c =356.7pmr c-c=×356.7pm = 154.4pm 密度D =ZM/N A V=-1-10323-1812.0g mol (356.710cm)(6.022 10mol )⨯⋅⨯⨯⨯ = 3.51 g·cm -39.4 立方晶系的金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400，试问：(a)钨晶体属于什么点阵形式？(b)X-射线波长为154.4pm, 220衍射角为43.62°，计算晶胞参数。
基础化学课后答案chapter9_answer 第七版
Chapter 9 Structures of Atoms and Periodic Table习题1、电子波是概率波，反映电子在空间区域出现的概率；而电磁波在运动过程中是以一种振动的方式行进。
2、1s 电子高概率出现的区域是在一球形空间界面内。
3、nm m sm kg s m kg m h 0.1100.1107101.910626.6915311234=⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⋅⨯==-----νλ 4、m sm kg s m kg m h 35131234106.61000101010626.6-----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅⨯==νλ，此子弹的波长很小，仅表现为粒子性。
m sm kg s m kg m h x x 301331234103.5101010410626.64------⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⋅⨯=∆≥∆πνπ，子弹的位置不确定性和动量不确定性都很小，其运动服从经典力学规律。
5、n 、l 、m 三个量子数决定一个原子轨道，根据Pauli 不相容原理，在一个原子轨道内电子的第四个量子数即自旋量子数必然不同，而自旋量子数只有两个可能取值，因此一个原子轨道最多只能容纳两个2个电子。
6、（1）2p 轨道；（2）3d 轨道；（3）5f 轨道；（4）沿某一空间方向伸展的2p 轨道；（5）4s 轨道。
7、2,0,0,21+；2,0,0,21-；2,1,-1,21+；2,1,0,21+；2,1,1,21+。
8、（1）2s 亚层有1个轨道；（2）3f 亚层不存在；（3）4p 亚层有3个轨道；（4）5d 亚层有5个轨道。
9、10、（1）[Ar]3d54s2，5个未成对电子；（2）[Ar]3d104s24p6，没有未成对电子；（3）原子的电子排布式为[Kr]5s2，+2离子的电子排布式为[Kr]，离子没有未成对电子；（4）[Ar]3d104s24p3，3个未成对电子；11、Ag+：[Kr]4d10；Zn2+：[Ar]3d10；Fe3+：[Ar]3d5；Cu+：[Ar]3d10。
基础化学第九章原子结构习题答案
基础化学第九章原子结构习题答案基础化学第九章原子结构习题答案1.原子核外电子运动有什么特征？答：原子核外电子运动遵守量子力学规律，具有波粒二象性，不能同时准确测定电子的位置和动量，在核外空间出现的概率遵从统计规律。
2.什么是波函数和原子轨道？答：波函数是人为定义的一个用来描述电子在原子核外空间运动的波动性质的直角坐标系函数ψ（x,y,z）或球极坐标系函数ψ（r,θ,φ）。
为了表述方便，习惯上把波函数称为原子轨道，二者含义相同。
“原子轨道”只是借用了经典力学描述宏观物体运动状态时所用的“轨道”的说法，并无电子沿固定路径运动的含义。
3.概率、概率密度和电子云有何关系？答：概率密度|ψ|2指波函数ψ（r,θ,φ）表示的特定核外电子在核外空间（r,θ,φ）这一点周围单位体积内电子出现的概率，电子在核外空间某一区域出现的概率等于概率密度与该区域体积的乘积。
电子云是用统计的方法对电子出现的概率密度ψ2的形象化表示，可认为是电子运动行为的统计结果，就是用小黑点分布的疏密程度形象化地表现电子在核外空间出现的概率密度相对大小的图形。
4.4个量子数的物理意义是什么？它们的合理组合方式有什么规律？答：主量子数n表示电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近，是决定电子能量的主要因素。
n可取任意正整数，即n＝1、2、3、……，角量子数l决定原子轨道（或电子云）的形状，并在多电子原子中，配合主量子数n一起决定电子的能量，l的每一个取值对应一个亚层。
l取值受主量子数n的限制，可取小于n 的正整数和零，即l＝0、1、2、3……(n-1) ，共n个数值。
磁量子数m决定原子轨道和电子云在空间的伸展方向，其取值受角量子数l的限制，可取包括0、±1、±2、±3……直至±l，每一个l对应有2l+1个不同的m取值。
自旋量子数m s描述核外电子“自旋”运动的方向，自旋量子数取值只有+1/2和－1/2。
结构化学习题解答9(北大)省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件
146.4
498.4 / 2
Mg(g) O(g)
737.7 Mg+(g)
-141.8 O-(g)
-3943
1450.6
Y2
Mg2+(g) + O2-(g)
第3页
[9.3] 已知离子半径Ca2+99pm，Cs+pm，S2-pm，Br-195pm， 若立方晶系CaS和CsBr晶体均服从离子晶体结构规则，请判断 这两种晶体正、负离子配位数、配位多面体型式、负离子堆积 方式、晶体结构型式。
M 1 Da3 N 4
1 6.47g cm3 (416 1010 cm)3 6.022 1023 mol 1 4
70.1g mol 1 第19页
而NixO摩尔质量又可表示为: M=58.70g•cm-1×x+16.00 g•cm-1=70.1 g•cm-
1 由此解得: x=0.92 设0.92mol镍中有y mol Ni2+，则有(0.92-y) mol Ni3+。
数目)。
(c) 晶体点阵型式为简单立方，一个晶胞即一个结构基
元，晶体属于Oh点群。
(d) Ti4+氧配位数为6，Ba2+氧配位数为12。
(e) 在晶胞1 棱上1，Ti4+和O2-相互接触，因而
。
rTi4 2 a rO2 2 403.1pm 140 pm 52 pm
Ba2+和O2-在高度为0.5a且平行于立方晶胞面对角线方
2(见习题8.8)5，而C3原子数与Si原子数之比为1: 1，所 以占5C0原%子空数隙1 与。8四c 面 体8 空5隙05数pm之比1为891p: m2，即C原子第只13页
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。
有机化学第9章课后习题答案
1第9章习题答案9-1. (1) 3组，(2) 3组，(3) 5组或4组，C 3与C 4上的质子信号可能重叠。
9-2. (1) CH > CH 2 > CH 3，(2) CH 3F > CH 3Cl > (CH 3)2S > (CH 3)3P > (CH 3)3Si9-3. (1) 2组，(2) 4组，(3) 1组，(4) 3组，(5) 五种；(6) 三种：苯环上的4个H 是等价的，6个甲基H 原子是等价的，4个亚甲基氢是等价的；(7) 四种：Br 2CH a CH 2b CH 2c CH 2d Br9-4. 化合物分子的不饱和度为1，在1710cm -1处的红外吸收峰表明存在羰基，结合1H NMR 数据推断化合物为2–丁酮CH 3CH 2COCH 3。
9-5. 化合物分子的不饱和度为5，可能含苯环，在1720cm -1处的红外吸收峰表明存在羰基，1H NMR 数据表明存在异丁基和单取代苯环；化合物结构应为苯甲酸异丁酯。
COOCH 23CH 39-6. 化合物A 分子的不饱和度为5，红外光谱在1690 cm -1处有羰基的吸收峰，不能起碘仿反应表明没有甲基酮结构，乙基苯基甲酮。
化合物B 可以起碘仿反应存在甲基酮结构，结合1H NMR 数据推测化合物B 为甲基苄基甲酮。
C CH 2CH 3OCH 2C CH 3O9-7. 两个化合物的不饱和度为1，分子中含羰基；根据NMR 谱，可知化合物A 为3-甲基-2-丁酮；化合物B 为2-戊酮。
C H 3C H C H 3C C H 3O C H 3C H 2C H 2C O C H 39-8.a)(CH 3)3CH 23Ob)CH 32CH 23O Oc)CH 23O d)CH 23O Cle)2CH(OCH 3)2CH 3Of)(ph)23O9-9. 三种不同类型的H 原子的相对峰面积用1.4除，变为5 : 2 : 1。
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 2x B 、cosX C 、loge x D 、sinx 3 E 、3 F 、-1 G 、1 H 、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Ĝ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<g >.(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Ĝ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<g>.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:（()23213212232221223222123332ˆr 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。
化学课后答案9
键级=（2－2）/2=0，不存在。 10．实验测得 O2 的键长比 O2+的键长长，而 N2 的键长比 N2+的键长 短；除 N2 以外，其他三个物种均为顺磁性，如何解释上述实验事实？ 解：根据分子轨道理论，键级大，键能大，键长短；反之则长。O2 和 O2+内部都是双键，O2 键级为 2，O2+键级为 2.5，故 O2+键长较短；而 N2 分子键级为 3，N2+键级为 2.5，故 N2 的键长较短。
－
（6）SiF5 （7）PCl6
－
－
解： 本题的分析过程与第 3 题类似，但要注意多原子离子的中心原 子的价层电子对数=｛中心原子的价电子对数+配位原子提供的价电子数 ±离子点荷数 （1）I 3
−
解：运用第 3 题中的构型判断规则，可知： （1）SF4 为变形四面体，CH4 为正四面体； （2）两者都是 V 形； （3）两者都是直线形； （4）NO2+为直线型，NO2 为 V 形； （5）两者都是四面体； （6）两者都是四方锥。 7．利用图 9—15(b)写出 F2 的电子构型，计算其键级。F2 的成键作用 靠的是哪个轨道的电子？ 解： 根据图 9—15(b)，F2 的电子构型为： F2[(σ1s)2(σ 1s )2(σ2s)2(σ 2 s )2 (σ2p)2(π2p)4(π 2 p )4] 键级=（成键轨道中的电子数－反键轨道中的电子数）/2=（6－4）/2=1 其中对成键有贡献的是(σ2p)轨道上的一对电子(σ2p)2。 8．写出 O2+，O2，O2 ，O22 的分子轨道电子排布式，计算其键级，
《结构化学》(1-5章)习题解析
目录第一章--------------------------------------------------------------------------------------------------1 第二章-------------------------------------------------------------------------------------------------14 第三章-------------------------------------------------------------------------------------------------30 第四章-------------------------------------------------------------------------------------------------42 第五章-------------------------------------------------------------------------------------------------48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。
基础化学第九章 原子结构习题答案.doc
基础化学第九章原子结构习题答案1.原子核外电子运动有什么特征？答：原子核外电子运动遵守量子力学规律，具有波粒二象性，不能同时准确测定电子的位置和动量，在核外空间出现的概率遵从统计规律。
2.什么是波函数和原子轨道？答：波函数是人为定义的一个用来描述电了在原了核外空间运动的波动性质的直角坐标系函数“危,）技）或球极坐标系函数罗s 〃，/）。
为了表述方.便，习惯上把波函数称为原子轨道，二者含义相同。
“原子轨道”只是借用了经典力学描述宏观物体运动状态时所用的“轨道”的说法，并无电子沿固定路径运动的含义。
3.概率、概率密度和电了云有何关系？答：概率密度I罗2指波函数"",6）表示的特定核外电了在核外空间3七巾）这一点周围单位体积内电子出现的概率，电子在核外空间某一区域出现的概率等于概率密度与该区域体积的乘积。
电子云是用统计的方法对电子出现的概率密度/的形象化表示，可认为是电了运动行为的统计结果，就是用小黑点分布的疏密程度形象化地表现电了在核外空间出现的概率密度相对大小的图形。
4.4个量子数的物理意义是什么？它们的合理组合方式有什么规律？答：主量了数〃表示电了在核外空间出现概率最大的区域离核的远近，是决定电子能最的主要因素。
〃可取任意正整数，即〃=1、2、3、……，角量了数/决定原子轨道（或电子云）的形状，并在多电子原子中，配合主量了数〃一起决定电子的能量，/的每一个取值对应一个亚层。
/取值受主量了数〃的限制，可取小于〃的正整数和零,即/=0、1、2、3……（n-1）,共〃个数值。
磁量了数m决定原子轨道和电子云在空间的伸展方向，其取值受角量了•数/的限制，可取包括0、土］、±2> ±3 .......... 直至土/,每一个/对应有2/+1个不同的用取值。
自旋量了数四描述核外电了“白旋”运动的方向，自旋量了数取值只有+1/2和一1/2。
5 .填充合理的量了数：（1）〃=?, /=2, w=0, s =+1/2（2）/i=2, /=?, tn=+1, s =-1/2(3)zz=4, /=2, /H=0,s =?(4)n=3, /=0, m=\ s=・l/2答：(l)n>3； (2)/=l； (3)m s=+l/2 或-1/2； (4)物=0。
基础化学第九章后习题解答
第九章后习题解答习题1．如何理解电子的波动性？电子波与电磁波有什么不同？解 电子的波动性是指高速运动的电子不可能像经典粒子那样去描述它的运动轨迹和运动状态，因为它在空间的位置和运动速度不可能同时被精确测定。
因此，电子的运动状态只能用统计的方法表达，即描述处在一定能态的电子在空间某区域出现的概率。
量子力学用波函数的平方值得到了这个概率密度，所以说电子波是概率波。
而电磁波一种能量波，是电荷振荡或加速时电场和磁场的周期性振荡的能量传播。
2．“1s 电子是在球形轨道上运动”。
这样的表达有何不妥？解 上述说法不正确。
原子中的电子不可能有经典的轨道，因此不能说电子沿着什么几何轨迹运动。
这里所说的1s 轨道是指波函数，其几何形状是球形的。
1s 轨道表明处在这个能级的电子在原子核外球形空间都可以出现，但在空间各球面上的概率不一样。
3．如果某电子的运动速度是7×105 m·s –1，那么该电子的de Broglie 波长应该是多少？ 解 de Broglie 关系式nm 1m 101sm 107kg 109.1s m kg 10626.6915311234=⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⋅⨯==-----υλm h4．设子弹质量为10克，速度为1000 m·s –1，试根据de Broglie 式和测不准关系式，通过计算说明宏观物质主要表现为粒子性，它们的运动服从经典力学规律（设子弹速度的测不准量为△υx =10–3 m·s –1）。
解 由de Broglie 关系式m 106.6sm 1000kg 1001s m kg 10626.635131234-----⨯=⋅⨯⨯⋅⋅⨯==υλm h de Broglie 波长如此之小，可以完全忽略子弹的波动行为；由测不准关系式m 103.5sm 10kg 10014s m kg 10626.6Δ4Δ301331234x ------⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⋅⨯=≥πυπm hx 这样小的位置误差完全可以忽略不计，子弹可以精确地沿着弹道轨迹飞行。
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习题解析9.1 若平面周期性结构系按下列单位并置重复堆砌而成，试画出它们的点阵结构，并指出结构基元。
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○解：用实线画出点阵结构如下图9.1，各结构基元中圈和黑点数如下表：●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○1234567图9.1号数 1 2 3 4 5 6 7黑点数 1 1 1 1 0 2 4 圈数 1 1 1 2 3 1 39.2 有一AB型晶体，晶胞中A和B的坐标参数分别为(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2).指明该晶体的空间点阵型式和结构基元。
解：不论该晶体属于哪一个晶系，均为简单的空间点阵，结构基元为AB。
9.3 已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a=356.7pm, 写出其中碳原子的分数坐标,并计算C—C 键的键长和晶胞密度。
解：金刚石中碳原子分数坐标为：0，0，0；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2；1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4。
C－C键长可由（0，0，0）及（1/4，1/4，1/4）两个原子的距离求出；因为立方金刚石a=b=c =356.7pmr c-c =222111()()()444a b c ++=3344a =×356.7pm = 154.4pm 密度D =ZM/N A V=-1-10323-1812.0g mol (356.710cm)(6.022 10mol )⨯⋅⨯⨯⨯ = 3.51 g·cm-39.4 立方晶系的金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400，试问：(a)钨晶体属于什么点阵形式？(b)X-射线波长为154.4pm, 220衍射角为43.62°，计算晶胞参数。
解：(a) 由于在晶体衍射中，h+k+l =偶数，所以钨晶体属于体心立方点阵。
(b) 立方晶系d hkl 与a 的关系为：d hkl =222h k l++由Bragg 方程2sin hkl d θλ= 得：2222sin a h k l λθ=++22154.4(22)2sin(43.62)pm +==316.5pm9.5 银为立方晶系，用Cu K 射线(=154.18 pm)作粉末衍射，在hkl 类型衍射中，hkl 奇偶混合的系统消光。
衍射线经指标化后，选取333 衍射线，=78.64°，试计算晶胞参数。
已知Ag 的密度为10.507 g/cm 3，相对原子质量为107.87。
问晶胞中有几个Ag 原子，并写出Ag 原子的分数坐标。
解：对于立方晶系，a=2sin(78.64)==408.57 pm则Z=DVN A/M=10.507g·cm-3×(408.57×10-10cm)3×6.02×1023 mol-1 /107.87 g·mol-1=4Ag原子的分数坐标为：0，0，0；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；1/2，0，1/29.6 由于生成条件不同，C60分子可堆积成不同的晶体结构，如立方最密堆积和六方最密堆积结构。
前者的晶胞参数a=1420pm；后者的晶胞参数a=b=1002pm，c=1639pm。
(a)画出C60的ccp结构沿四重轴方向的投影图；并用分数坐标示出分子间多面体空隙中心的位置(每类多面体空隙中心只写一组坐标即可)。
(b)在C60的ccp和hcp结构中，各种多面体空隙理论上所能容纳的“小球”的最大半径是多少？(c)C60分子还可形成非最密堆积结构，使某些碱金属离子填入多面体空隙，从而制得超导材料。
在K3C60所形成的立方面心晶胞中，K+占据什么多面体空隙？占据空隙的百分数为多少？解：(a) C60分子堆积成的立方最密堆积结构沿四重轴方向的投影图如图9.6所示：图9.6四面体空隙中心的分数坐标为：1/4，1/4，1/4；1/4，1/4，3/4；3/4，1/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，1/4；1/4，3/4，3/4；3/4，3/4，1/4；3/4，3/4，3/4。
八面体空隙中心的分数坐标为：1/2，1/2，1/2；1/2，0，0；0，1/2，0；0，0，1/2。
（b）首先，由晶体结构参数求出C60分子的半径R。
有hcp结构的晶胞a参数求得：R=a/2=1/2×1002pm=501pm也可由ccp结构的晶胞参数求R，结果稍有差别。
由C 60分子堆积成的两中最密堆积结构中，四面体空隙和八面体空隙都是相同的。
四面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：r T =0.225R =0.225×501pm=112.7pm八面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：r O =0.414R =0.414×501pm=207.4pm（c ）K 3C 60可视为二元离子晶体，但题中并未给出K +的半径值，因此无法根据半径比判断K +所占多面体空隙的类型。
可从结构中的一些简单数量关系推引出结论。
一个K 3C 60晶胞中共有12个多面体空隙，其中4个八面体空隙（其中心分别在晶胞的体心和棱心上），8个四面体空隙（其中心的分数坐标为1/4，1/4，1/4等）。
而一个晶胞中含4个C 60分子，因此，多面体空隙数与C 60分子数之比为3：1。
从晶体的化学式知，K +数与C 60分子数之比亦为3：1。
因此，K +数与多面体空隙数之比为1：1，此即意味着K 3C 60晶体中所有的四面体中所有的四面体空隙和八面体空隙皆被K +占据，即占据的百分数为100%。
9.7 金属钼为A2型结构，a =314.70pm ，试计算Mo 的原子半径，(100)和(110)面的面间距。
解：由于钼为A2型结构，因而原子在立方晶胞的体对角线上互相接触，4r =4r == 4×314.7pm=136.27pm (100)和(110)面的面间距分别为：d (100)a =314.70pmd (110)==222.56pm 9.8 Pd 是A1型结构，a =389.0 pm ，它有很好的吸收H 2性能，常温下1体积的Pd 能吸收700体积的 H 2，请问1体积(1 cm 3)的Pd 中含有多少个空隙(包括四面体空隙和八面体空隙)，700 体积的 H 2可解离为多少个 H 原子，若全部H 原子占有空隙，则所占空隙的百分数是多少。
解：晶胞的体积为V =a 3=(389.0pm)3一个晶胞中共12个空隙（4个八面体空隙和8个四面体空隙），则1体积中共含有的空隙数为：303312110(389.0)pm pm ⨯⨯=2.0×1023700体积H 2可解离出的H 原子数为：32311270010 6.021022.4Lmol L mol---⨯⨯⨯⨯⋅=3.8×1022 H 原子占有空隙的百分数为：22233.8102.010⨯⨯⨯100%=18.5% 9.9 试证明等径圆球的hcp 结构中，晶胞参数c 和a 的比值(称为轴率)为常数，即c /a =1.633。
证：图9.9示出A3型结构的一个简单六方晶胞。
该晶胞中有两个圆球、4个正四面体空隙和两个正八面体空隙。
由图可见，两个正四面体空隙共用一个顶点，正四面体高的两倍即晶胞参数c ，而正四面体的棱长即为晶胞参数a 或b 。
已知：a=b =2Rc2⨯= c /a1.633○○○○○○○○abc图9.99.10 在等径圆球的最密堆积中，一个四面体空隙由____4____个圆球围成，因此一个球占有__1/4_____个空隙，而一个球参与__8____个四面体空隙的形成，所以平均一个球占有___2___个四面体空隙。
在等径圆球的最密堆积中，一个八面体空隙由____6____个圆球围成，因此一个球占有__1/6_____个空隙，而一个球参与__6____个八面体空隙的形成，所以平均一个球占有__1____个八面体空隙。
9.11 金属钠为体心立方结构，a =429pm ，计算：(a)Na 的原子半径； (b)金属钠的理论密度； (c)(110)面的间距。
解：（a ）金属钠为体心立方结构，原子在晶胞体对角线方向上互相接触，由此推得原子半径和晶胞参数a 的关系：R 代入数据，得：R 429pm=185.8pm （b ）每个晶胞中含两个钠原子，因此，金属钠的理论密度为：D=(ZM)/(a 3N A )=-1-10323-1222.99g mol (42910cm)(6.022 10mol )⨯⋅⨯⨯⨯ =0.967 g·cm-3（c ）d (110)=a/(12+12+0)1/2=303.4pm9.12 金属钽为体心立方结构，a =330pm ，试求：(a)Ta 的原子半径；(b)金属钽的理论密度(Ta 的相对原子质量为181)； (c)(110)面间距；(d)若用λ=154pm 的X 射线，衍射指标为220的衍射角θ的数值是多少？ 解：(a)钽的原子半径为：r =4a =4×330pm=143pm (b)金属钽的理论密度为：D=(ZM)/(a 3N A )=-1-10323-12181g mol (33010cm)(6.022 10mol )⨯⋅⨯⨯⨯ =16.7 g·cm -3(c)（110）点阵面的间距为：d (110)= a/(12+12+0)1/2=233pm(d)根据Bragg 方程得：sin θ220=22011011012d d 2 d 2λλλ===⨯=0.6598 θ220=41.3°9.13 金属锂晶体属立方晶系，(100)点阵面的面间距为350pm ，晶体密度为0.53g/cm 3,从晶胞中包含的原子数目判断该晶体属何种点阵型式？(Li 的相对原子质量为6.941) 解：金属锂的立方晶胞参数为：a =d (100)=350pm设每个晶胞中的锂原子数为Z ，则：Z =-3-10323-1-10.53 g cm (350 10cm)(6.022 10mol )6.941 g mol ⋅⨯⨯⨯⨯⋅=1.97 ≈2立方晶系晶体的点阵型式有简单立方、体心立方和面心立方三种，而对立方晶系的金属晶体，可能的点阵型式只有面心立方和体心立方两种。
若为前者，则一个晶胞中应至少有4个原子。
由此可知，金属锂晶体属于体心立方点阵。
9.14 请按下面(a)到(c)总结A1、A2及A3型金属晶体的结构特征。
(a)原子密置层的堆积方式、重复周期(A2型除外)、原子的配位数及配位情况。