结构化学 第五章练习题..
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第五章 多原子分子的化学键
1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键,多电子离域π键,缺电子离域π键
2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。
1 1
1 10 1 1 x x x
=展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1
E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β
3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型,指出它们中心原子杂化类型,成键情况和所属分子点群。
..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+
⎡⎤∞⎣⎦.杂化 2643h N SP D O O π⎡⎤⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦
: 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解: 等性杂化:c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有p
y 成分:c 112+c 12
2=1 1s py ψ 123k k s k px k py
c c c ψφφφ=+
+11c =12c
2s py px 3s py px ψψ
5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=11
6.6。
,其中含-C-H 键指向x 轴的正向,试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。 解:
x
两个C -H 键夹角为116.6。
cos 0.3091kl αθαα==-=-
p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236
所以在C-H 方向上的杂化轨道为:sp 2.236
1111222122233313233=c =c =c s px
s px py s px py
c c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++
22
213123y 232
22223
33
23
33
2333222221222322220.309
, p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价,轨道对有相同的贡献
231s px py s px py s px
ψψψ+- 6. (东北师大2000) 分子离域π键的符号和久期行列式
CH 2CH 2
CH 2
1
2
3
45
6
解:∏66
x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 1 0 0 1 x 1 1 0 0 0 1 x 0 0 0 1 1 0 x 1 0 0 0 0 1 x
7. (北师大96)名词解释: 休克尔近似
8. (北师大96)用HMO 法处理环丙烯基正离子C 3H 3+,计算该体系的π电子离域能。
解:见第2题,少1个电子
9. (北师大2000)简述杂化轨道和分子轨道的相似点和不同点。 解:
相似点:都是原子轨道的线性组合,
不同点:杂化轨道是同一原子的原子轨道进行组合,得到的仍是原子轨道。而分子轨道是不同原子的原子轨道进行组合,得到的是分子轨道。
10. (北师大04)
某杂化轨道可表示为11
22x y p p ψ=++ψ属于什么杂化?
解:α/β=0.5/0.5=1 sp 杂化
11. (北师大)已知富烯
1
234
5
6
的三个能量最低的π分子轨道
↑↓0.30.50.4()0.4(φφφφφφψ+++++↑↓1123645 =)0.50.5-0.5(φφφφψ++↑↓21245 =)0.6(-)0.4(-φφφφψ+33645 =)
计算各原子上的π电子密度,键级,自由价,做出该分子图,并说明若用亲电试剂与其反应,反应位置在哪里? 解:
q 1= 2*0.32+2*0.52+2*02=0.68
p 12
=2*0.3*0.5+2*0.5*0.5=0.8 Fr=N max -rs P ∑=4.732-(3+0.8)=0.932
12.(北师大95)用HMO 处理环丙烯基阳离子,它的离域能是(C) A.0 B.4β C. 2β D. α-2β 解:E 1=α+2β E 2= E 3=α-β
阳离子:2个π电子,E D π=2α+4β E L π=2α+2β DE π=2β 13.(南京大学01)
(1)下列分子中π电子HOMO 轨道为简并能级的是(A) A.苯 B. C 3H 3+(正三角形) C.丁二烯 D.环丁二烯(长方形)
(2)在HMO 近似下,富烯
1
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5
6
三个能量最低的π电子轨道为
ij k ki kj k
P n c c =∑2
i
k ki
k
q n c
=∑
↑↓0.30.50.4()0.4(φφφφφφψ+++++↑↓1123645 =)0.50.5-0.5(φφφφψ++↑↓21245 =)0.6(-)0.4(-φφφφψ+33645 =)
由此可推断出键长最大的化学键为(C) A.1-2 B.2-3(2-6) C.3-4(5-6) D.4-5 解:求键级,找键级最小的。
14.(中山大学99) AlF 63-离子中心Al 3+原子杂化轨道为sp 3d 2几何构型为(正八面体),分子点群为(O h )
15.(中山01)下列哪些分子中形成43π离域键(B,C)
A. NO 2
B. O 3
C. 2H C CH Cl =-
D. 2
2CH CH CH +=-
16. (中山97)1,3,5-己三烯的合环反应,在加热条件下为(对)旋关环, 丁二烯在光照的条件下为(对)旋关环。 17.(中山98)
(1)前线轨道指的是(最高占据轨道和最低空轨道) (2)己三烯在(光照)条件下进行顺旋闭环反应
(3)(CH 3)2SnF 2的杂化形式为(sp 3) ,其几何构型为(四面体),属于(C 2v )点群。
(4)环戊二烯负离子中含有的大π键为(π56), 其Huckle 行列式为() 18.(南开96)在①H 3C-Cl ②H 2C=CHCl 和③HC ≡CCl 三个分子中,C-Cl 键键长的长短顺序为(①>②>③)[③中有2个π34]
19.(南开04)用HMO 法计算苯的π分子轨道(未按能级顺序排列,未归一化)如下