第四章 分子轨道理论习题课

一、判断题
1、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。
×
2、对于“分子轨道”的定义，正确的叙述是分子中单电子完全 对于“分子轨道”的定义， × 态函数(包括空间运动和自旋运动) 态函数(包括空间运动和自旋运动)。 3、 在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同 × 号重叠。 号重叠。 两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。 4、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。在能量 较低的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大；在能量较 较低的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大； 高的分子轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。 高的分子轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。 √ × 凡是成键轨道都具有中心对称性。 5、凡是成键轨道都具有中心对称性。 用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。 6、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。 如果电子电离后该分子的核间距变短了， 如果电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明该电子是从 × 上电离出的。 成键 MO 上电离出的。
2 2 2 2 2 0 0 1 0 2
15、 方向上能与d _____和 15、在x方向上能与dxy轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是 _____和_____ 。 ，键级 ； 16、C2+的分子轨道为____________________________，键级____； 、 的分子轨道为 17、AB 为双原子分子，若φA与φB形成π型分子轨道，那么分子的键轴为____轴。 、 为双原子分子， 形成π型分子轨道，那么分子的键轴为 轴 分子中存在_____；多电子离域π ； 18、离域π键可分为正常离域π键，如__________分子中存在 、 分子中存在 键，如______分子中存在 分子中存在_____；缺电子离域π键，如________分子中存在 ； 分子中存在_____。 。 分子中存在 分子中存在
d yz
py
三、综合题 1、某富烯的久期行列式为。 、某富烯的久期Hale Waihona Puke Baidu列式为。 试画出其分子骨架并给碳原子编号。 试画出其分子骨架并给碳原子编号。
x 1 0 1 x 1 0 1 x 0 0 1 1 0 0 0 0 0
x 0 0 1 1 0 1 0 0 1 x 1 2、写出 22+ 、O2+、O2、O2-和O22-的键级、磁性及键长次序。 的键级、磁性及键长次序。 、写出O 0 0 0 0 1 x
3、基态C2为反磁性分子。试写出其电子组态并说明原因。 、基态 为反磁性分子。试写出其电子组态并说明原因。
4、CF和CF+的键能分别为 、 和 的键能分别为548kJ/mol和753kJ/mol。试用 解释。 和 。试用MOT解释。 解释 5、构成大π键的条件是什么？下列分子生成什么大 键？ 、构成大 键的条件是什么 下列分子生成什么大π键 键的条件是什么？ 醌、苯胺、尿素、丁二烯、苯乙烯、臭氧、三氟化硼、二氧化氮。 苯胺、尿素、丁二烯、苯乙烯、臭氧、三氟化硼、二氧化氮。 6、说明N3-的几何构型及成键情况；用HMO法求离域 键的离域能， 、说明 的几何构型及成键情况； 法求离域π键的离域能 法求离域 键的离域能， 并画出电子的能级分布图。 并画出电子的能级分布图。 7、分析H3C-CH2-Cl、CH2=CH-Cl、CH≡C-Cl分子中 、分析 分子中C-Cl键的键长 、 、 分子中 键的键长 次序，并说明原因。 次序，并说明原因。
第四章、 第四章、分子轨道理论习题课
一、氢分子离子的Sch-eq 氢分子离子的 1、H2+的Sch-eq 、 2、变分原理 、 3、α、β、S积分的意义 、 、 积分的意义 4、成键轨道、反键轨道及非键轨道 、成键轨道、 5、共价键的本质 、 二、分子轨道理论要点 1、单电子态函数Ψ称为分子轨道 、单电子态函数 称为分子轨道 2、分子中电子的排布规律 、 3、原子轨道线性组合成分子轨道LCAO 、原子轨道线性组合成分子轨道 4、原子轨道组合成分子轨道三条件 、
一、判断题
1、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。 、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。 2、对于“分子轨道”的定义，正确的叙述是分子中单电子完全波函 、对于“分子轨道”的定义， 包括空间运动和自旋运动) 数(包括空间运动和自旋运动)。 3、在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同号重叠。 所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同号重叠。 、
F 的电子组态、键级， 8、用分子轨道理论写出 N +、O+ 、 2+的电子组态、键级，并预 、 2 2 F2+ 测能否稳定存在；它们的键长与其中性分子相对大小如何？ 测能否稳定存在；它们的键长与其中性分子相对大小如何？
9、用HMO法处理环戊二烯负离子，写出其久期行列式和形 、 法处理环戊二烯负离子， 法处理环戊二烯负离子 成的离域大π键的符号，并计算键能E 和离域能E 成的离域大π键的符号，并计算键能Eπ和离域能 D。
三、分子轨道类型符号能级顺序 1、σ、π、δ分子轨道 、 、 、 分子轨道 2、能级顺序及键级 、 3、同核、异核双原子分子的电子组态；键能键长磁性判断 、同核、异核双原子分子的电子组态； 四、HMO法 法 1、HMO近似 1、HMO近似 分离近似、 近似、 积分近似） （σ-π分离近似、LCAO-MO近似、α、β、S积分近似） 分离近似 近似 、 积分近似 2、久期行列式、能级计算、图形理论 、久期行列式、能级计算、 3、电子排布、Eπ、ED计算 、电子排布、 4、离域大 键的存在条件、类型及应用 键的存在条件、 、离域大π键的存在条件
4、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。在能量较低 、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。
的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大； 的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大；在能量较高的分子 轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。 轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。 5、凡是成键轨道都具有中心对称性。 、凡是成键轨道都具有中心对称性。 6、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。如果 、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。 电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明该电子是从成键 MO 上 电子电离后该分子的核间距变短了， 电离出的。 电离出的。
二、填空题
1、HMO法的核心是 HMO法的核心是_________________。 。 法的核心是 2、HMO法是在 、HMO法是在_________________理论基础上进一步简化提出的。 理论基础上进一步简化提出的。 法是在 理论基础上进一步简化提出的 3、以X轴为键轴，A原子的 与B原子的 轴为键轴， 原子的 原子的Py与 原子的 原子的_______ AO可形成 可形成MO。 、 可形成 。 4、N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为 、 分子轨道能级次序和电子排布类似是因为______效应。 效应。 分子轨道能级次序和电子排布类似是因为 效应 2 2 2 2 2 5、某分子的电子组态为 1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 1π u ，该组态最可能是___的基态。 、 该组态最可能是 的基态。 的基态 6、变分法处理分子的 H，关于试探函数Φ的能量 E 体系能量E0间的关系为_____。 、 。 ˆ 关于试探函数 的能量 体系能量 间的关系为 7、有四个AO进行线性组合形成的 、有四个 进行线性组合形成的MO数目为 数目为____。 。 进行线性组合形成的 数目为 8、F2的电子组态为_________________，其键级为____。 、 的电子组态为 ，其键级为 。 9、CN-的电子组态为_________________________________。 、 的电子组态为 。 10、S、p、d等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是______。只能形成δ形分子轨 、 、 、 等原子轨道中只能形成σ形分子轨道的是 。只能形成 形分子轨 等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是 道的是______。 道的是 。 11、SO2分子中离域π键为 、 分子中离域 键为_____，它属于___电子离域 键。 ，它属于 电子离域π键 键为 电子离域 12、光气的离域π键为 e 、光气的离域 ℏ键为________。 。 键为 e e + ˆ 13、H 2 的 H = − 2m ∇ + 4πε R − 4πε r − 4πε r 、 ，此种形式采取了________近似。 此种形式采取了 近似。 近似 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件__________ ________；__________。 __________； 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件__________； ________；__________。
2 2 2 2 2 0 0 1 0 2
py 15、 方向上能与d _____和 dyz 15、在z方向上能与dyz轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是 _____和_____ 。 2 2 16、C2+的分子轨道为 1σ g 1σ u2 2 σ g 2 σ u2 1π u3 、 的分子轨道为____________________________，键级 1.5 ； ，键级____； 17、 AB 为双原子分子，若φA与φB形成π型分子轨道，那么分子的键轴为 Z 轴。 为双原子分子， 形成π型分子轨道，那么分子的键轴为____轴 、 6 18、离域π键可分为正常离域π键，如_____分子中存在 Π 6 ；多电子离域π键，如 分子中存在_____； 、 苯 分子中存在 2 4 氯乙烯分子中存在 Π 3 ；缺电子离域π键，如___________分子中存在 Π 3 。 烯丙基正离子 分子中存在_____。 ______分子中存在 分子中存在_____；
二、填空题
σ-π分离 分离 1、HMO法的核心是 HMO法的核心是_________________。 法的核心是 。 2、HMO法是在 法是在_________________理论基础上进一步简化提出的。 理论基础上进一步简化提出的 MO 、HMO法是在 理论基础上进一步简化提出的。 3、以X 轴为键轴，A原子的 与B原子的 py、dxy AO可形成 轴为键轴， 原子的 原子的Py与 原子的 原子的_______ 可形成MO。 、 可形成 。 4、N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为等电子 效应。 分子轨道能级次序和电子排布类似是因为______效应 效应。 、 分子轨道能级次序和电子排布类似是因为 2 2 2 2 2 5、某分子的电子组态为 1σ g 1σ u 2σ g 2σ u 1π u，该组态最可能是 B2 的基态。 该组态最可能是___的基态 的基态。 、 ˆ 6、变分法处理分子的 H，关于试探函数 的能量 E 体系能量 0间的关系为 E ≥ E。 关于试探函数Φ的能量 体系能量E 间的关系为_____。 、 0 7、有四个 进行线性组合形成的MO数目为 数目为____。 、有四个AO进行线性组合形成的 4 数目为 4 。 进行线性组合形成的 2 2 2 4 KK1σ g 1σ u 2σ g 1π u 1π，其键级为 1 。 g 8、F2的电子组态为 、 的电子组态为_________________，其键级为____。 9、CN-的电子组态为 的电子组态为_________________________________。 、 。 1σ 2 2σ 2 3σ 2 4σ 21π 4 5σ 2 10、S、p、d等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是 S轨道 只能形成 形分子轨 等原子轨道中只能形成σ形分子轨道的是 轨道 、 、 、 等原子轨道中只能形成 形分子轨道的是______。只能形成δ形分子轨 。 道的是______。 道的是 d轨道 。 轨道 4 11、SO2分子中离域 键为 Π 3 ，它属于 多 分子中离域π键为 键为_____，它属于___电子离域 键。 电子离域π键 、 电子离域 Π6 。 12、光气的离域 键为 键为________。 、光气的离域π键为 4 + e e e ℏ ˆ 13、H 2 的 H = − 2m ∇ + 4πε R − 4πε r − 4πε r 此种形式采取了________近似 近似。 、 ，此种形式采取了 B-O 近似。 对称性匹配 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件__________ ________；__________。 __________； 能量相近 最大重叠 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件__________； ________；__________。