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结构化学练习题集与答案解析

结构化学练习题集与答案解析结构化学练习题一、填空题试卷中可能用到的常数:电子质量(9.110×10-31kg ), 真空光速(2.998×108m.s -1), 电子电荷(-1.602×10-19C ),Planck 常量(6.626×10-34J.s ), Bohr 半径(5.29×10-11m ), Bohr 磁子(9.274×10-24J.T -1), Avogadro 常数(6.022×1023mol -1)1. 导致"量子"概念引入的三个著名实验分别是___, ________ 和__________.2. 测不准关系_____________________。
3. 氢原子光谱实验中,波尔提出原子存在于具有确定能量的(),此时原子不辐射能量,从()向()跃迁才发射或吸收能量;光电效应实验中入射光的频率越大,则()越大。
4. 按照晶体部结构的周期性,划分出一个个大小和形状完全一样的平行六面体,以代表晶体结构的基本重复单位,叫。
程中,a 称为力学量算符A的。
5. 方6. 如果某一微观体系有多种可能状态,则由它们线性组合所得的状态也是体系的可能状态,这叫做原理。
7. 将多电子原子中的其它所有电子对某一个电子的排斥作用看成是球对称的,是只与径向有关的力场,这就是近似。
8. 原子单位中,长度的单位是一个Bohr 半径,质量的单位是一个电子的静止质量,而能量的单位为。
9. He + 离子的薛定谔方程为()。
ψψa A =?10. 钠的电子组态为1s22s22p63s1,写出光谱项______,光谱支项__________。
11. 给出下列分子所属点群:吡啶_______,BF3______,NO3-_______,二茂铁_____________。
12. 在C2+,NO,H2+,He2+,等分子中,存在单电子σ键的是________,存在三电子σ键的是__________,存在单电子π键的是________,存在三电子π键的是_____________。
结构化学试卷试题包括答案.docx

兰州化学化学化工学院结构化学试卷及参考答案2002 级试卷 A——————————————————————————————————————说明:1.试卷页号 5 , 答题前请核对 .2.题目中的物理量采用惯用的符号,不再一一注明 .3.可能有用的物理常数和词头:电子质量 m e=×10-31 kgPlanck常数h ×10-34J·s =N0×23-1=10 mol词头: p : 10 -12 ,n: 10-9——————————————————————————————————————一.选择答案,以工整的字体填入题号前[ ]内。
(25个小题,共50分)注意:不要在题中打√ 号,以免因打√位置不确切而导致误判[] 1.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:A . 波长 B.频率 C.振幅[] 2.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.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[ ] 3.Y( θ, φ) 图A.即电子云角度分布图,反映电子云的角度部分随空间方位θ,φ的变化B. 即波函数角度分布图,反映原子轨道的角度部分随空间方位θ ,φ 的变化C.即原子轨道的界面图,代表原子轨道的形状和位相[ ] 4.为了写出原子光谱项,必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。
试判断下列哪种组态是等价组态:A. 2s12p1 B. 1s12s1 C. 2p2[] 5.对于 O2-2-,何者具有最大的顺磁性, O 2 , O 2A. O B.O-C.O2-222[] 6.苯胺虽然不是平面型分子,但 -NH2与苯环之间仍有一定程度的共轭。
据此判断A.苯胺的碱性比氨弱B.苯胺的碱性比氨强C.苯胺的碱性与氨相同[] 7.利用以下哪一原理,可以判定-CO、 CN的分子轨道与 N2相似:A.轨道对称性守恒原理B.Franck-Condon 原理 C .等电子原理[] 8.下列分子中 , 哪种分子有两个不成对电子A .B2B.C2C. N2[] 9.下列哪种对称操作是真操作A.反映B.旋转C.反演[] 10. 下列哪种分子与立方烷具有完全相同的对称性:A.C60B.金刚烷C.SF6[] 11. 测量氧分子及其离子的键长,得到 , , , .试用分子轨道理论判断 ,它们分别对应于哪一物种 :A.OB.OC.O2-O-O O+ 22222+O2O2-O22-O+-2-22O2O2[ ] 12.对于定域键(即不包括共轭分子中的离域大π键) ,键级BO的定义是A.成键电子数B.(成键电子数 - 反键电子数)C.(成键电子数 - 反键电子数)/ 2[ ] 13.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.D3→D3h→ D3dB.D3h→ D3→ D3dC.C3h→ C3→ C3 V[] 14. S在室温下定存在的形式正交硫, 其中的分子是 S8 ,分子点群A.C4vB.D4dC.D8h[] 15. Cl原子基的光2P,其能量最低的光支A.2P3/2B.2P1/2C.2P3/2或2P1/2,二者能量相同[] 16.下列哪种物最不可能是晶体A.金石B.琥珀C.食粉末[] 17.晶系和晶体学点群各有多少种A. 7种晶系 , 32种晶体学点群B. 14种晶系 , 32种晶体学点群C. 7种晶系 , 14种晶体学点群[] 18.下列哪一式是晶体构的代数表示——平移群:A.T ma nb pc(m n p±1,±2,⋯⋯)=++, ,,=0,mnpB.r = xa yb zc x,y,z 是零或小于1的分数++C .mh nk pl)λm n,p和 h,k,l均整数=( ++,[] 19.下列哪一种法是的:A.属于同一晶系的晶体,可能分属于不同的晶体学点群B.属于同一晶体学点群的晶体,可能分属于不同的晶系C.属于同一晶体学点群的晶体,可能分属于不同的空群[ ] 20.某平面点在坐x,y,z上的截数3,3,5,平面点指(晶面指)A.(335)B.( 353)C.(553)[ ] 21. Bragg 方程中的正整数n 的物理意是A.相平面点衍射波程差的波数B.晶胞中构基元的数目C.晶胞中原子的数目[ ] 22.立方ZnS和六方ZnS晶体的CN+/CN-都是4:4,那么,它在下列哪一点上不同A.正离子所占空隙种类B.正离子所占空隙分数C.负离子堆积方式[ ] 23.为了区分素格子与复格子,空间格子中的每个顶点、棱心、面心只分别算作A. 1,1, 1B.1/8, 1/4, 1/2C.1, 1/2, 1/4[ ] 24. CuZn合金(即β黄铜)中两种金属原子的分数坐标分别为0,0,0和1/2 ,1/2 ,1/2 。
厦门大学结构化学习题答案5

2.1 已知氢原子 1s 的归一化波函数为 1s (a )
3 0 1 2
r exp a0
(1) 试求其基态能量和第一激发态能量。 (2)计算坐标与动量的平均值。 解:
2.3 试证明氢原子 1s 轨道的径向分布函数 Dr 4r 证明:D(r)的极值条件为
2
12s 极大值位于 r a0 。
D( r ) 0 r (4r 2
1 e a0 ) 2r 2r 2r 3 a 0 4 4 2 3 ( r 2 e a0 ) 3 [2r.e a0 r 2 ( ) e a0 ] 0 r a 0 r a0 a0 2r
2r e
2r a0
(1
r )0 a0
D(r ) 0 函数递增。 r
得:r=0(舍去) 或r=a0时有极值。 又:
lim
r a0
D( r ) 0 r
即 r<a0时
lim r a
0
D(r ) 0 即 r>a0时 r r
D(r ) 0 函数递增。
所以:D(r) 在r=a0时,有极大值 2.4 计算氢原子1s状态函数 1s 及其概率在 r a0 和 r 2a0 处的比值。 解: 1s (a )
3 0 1 2
.e
r a0
1 ( s r a0 ) 则: 1 1s ( r 2 a 0 )
3 a0
.e 1 e 2.718
1 2 .e 3 a0
所以设 r a0 和 r 2a0 时的概率分别为P1、P2
P1/P2=
1 2 .e 3 (r a0 ) a0 e 2 7.389 1 ( r 2a 0 ) .e 4 3 r=a0 和 r=2a0 时的概率,还可以有另一种理解, 即出现在上述两个 不同半径的球壳上的概率,因为当波函数(如 p 轨道或 d 轨道,空间量子化!)非球形对称 2 时,在半径为 r 的球面上各点的概率(密度)不尽相同。因此, P(r) = D(r) = 4|1s| , 同样 可以推得:P(r=a0)/P(r=2a0) = e2)
结构化学章节习题(含答案!)

第一章 量子力学基础一、单选题: 13x 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 ml2、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2246ml h E ≤的能量范围内,能级数和状态数为( b ).A.5,20B.6,6C.5,11D.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 2xB 、cosXC 、loge xD 、sinx 3E 、3F 、-1G 、1H 、2 5、下列算符为线性算符的是:( c )A 、sine xB 、d 2/dx 2 D 、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。
(完整版)大学化学原子结构习题及答案.doc

1. 评 述 下 列 叙 述 是 否 正 确, 如 有 错 误, 试 予 以 改 正。
(1) 主 量 子 数 n = 3 时, 有 3 s 、 3p 、3d 三 个 原 子 轨道; (2)四 个 量 子 数 n 、 l、 、m s 都 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的。
m 1. 解:(1) 错 误。
应 有 3 s 、3 3 三 个 亚 层 和 3 ,3 p x ,3p ,3 p z ,3 d 2 2 ,3 d xy , 3 d xz , 3 d yz 和 3 d 2 ,p 、 dsyyx z共 九 个 轨 道。
(2)错 误。
量 子 数 n 、l 、m 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的,而 m s只 描 述 电 子 自 旋 方 向。
、 2.下 列 关 于 原 子 轨 道 的 叙 述 是 否 正 确? 如 不 正 确 试 予 以 改 正:(1)主 量 子 数 n = 1 时, 有 自 旋 相 反 的 两 个 原 子 轨 道; (2)主 量 子 数 n = 4 时, 有 4s ,4 ,4 ,4 四 个 原 子pdf轨 道; (3) 磁 量 子 数 = 0 , 对 应 的 都 是s 原 子 轨 道。
m2. 解:(1)不 正 确。
n = 1 时, 只 有 1 s 亚 层, 也 只 有 一个 1 s 原 子 轨 道, 其 中 最 多 可 容 纳 自 旋 方 式 相 反 的 两电 子。
(2)不 正 确。
n = 4 时 可 能 有 4s 、4 、4 、4亚 层, 原 子 轨 道 数 目 分 别 为 1 、3、5、7, 所 以 可 以 有 16p d f个原 子 轨 道。
(3) 不 正 确。
原 子 轨 道 空 间 图 象 取 决 于 角 量 子 数 l ,只 有 l = 0 , = 0 时 为 s 原 子 轨 道, 而ml ≠ 0 , = 0 时 都 不 是 s 原 子 轨 道。
m3. 对 某 一 多 电 子 原 子 来 说 ,(1)下 列 原 子 轨 道 3s、3 、3 、3 p z 、3 、3 d xz 、3 、3 d z 2、3d x 2y 2中, 哪 些 是 等p x p y d xy d yz价(简 并) 轨 道? (2) 具 有 下 列 量 子 数 的 电 子, 按 其 能 量 由 低 到 高 排 序, 如 能 量 相 同 则 排 在 一 起( 可 用“ <”、“ =” 符 号 表 示):(A) 3 、 2、 1、 + 21; (B) 4 、 3、 2、 - 21;(C) 2 、 0、 0、 + 21;(D) 3 、 2、 0、 + 21;(E) 1 、 0、 0、 -21;(F) 3 、 1、 1、 +21。
大三结构化学考试题及答案
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大三结构化学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种元素的电子排布符合洪特规则?A. 碳(C)B. 氧(O)C. 氮(N)D. 磷(P)答案:C2. 根据原子轨道理论,s轨道的形状是:A. 球状B. 哑铃状C. 双叶状D. 四叶状答案:A3. 价层电子对互斥理论(VSEPR)认为,分子的几何构型是由以下哪个因素决定的?A. 原子核的电荷B. 电子云的排斥C. 原子半径的大小D. 电子的自旋方向答案:B4. 以下哪个化合物不是共价化合物?A. HClB. NaClC. H2OD. CO2答案:B5. 金属键的形成是由于:A. 共用电子对B. 电子的排斥C. 电子的离域D. 电子的局域答案:C6. 晶体场理论中,八面体配位的中心金属离子的d轨道分裂为:A. t2g和egB. a1g和t1uC. e和t2D. a1和t1答案:A7. 下列哪个分子具有顺磁性?A. O2B. N2C. H2D. He答案:A8. 根据分子轨道理论,H2分子的键级是:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B9. 下列哪种晶体属于离子晶体?A. 石墨B. 金刚石C. NaClD. SiO2答案:C10. 以下哪个元素的电负性最高?A. FB. OC. ND. C答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 根据鲍林电负性标度,电负性最高的元素是________。
答案:氟(F)2. 原子轨道的量子数n可以取的最小值是________。
答案:13. 一个s轨道最多可以容纳________个电子。
答案:24. 根据路易斯酸碱理论,HCl是一个________酸,而NH3是一个________碱。
答案:布伦斯特(Brønsted);路易斯(Lewis)5. 晶体中,面心立方(FCC)结构的配位数是________。
答案:126. 根据分子轨道理论,N2分子的键级是________。
答案:37. 一个原子的电子亲和能是该原子获得一个电子时释放的能量,而电离能是该原子失去一个电子时吸收的能量,因此电离能总是________电子亲和能。
(完整word版)结构化学第一章习题
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《结构化学》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。
1006波长λ=400 nm 的光照射到金属铯上,计算金属铯所放出的光电子的速率。
已知铯的临阈波长为600nm 。
1007光电池阴极钾表面的功函数是2.26 eV 。
当波长为350 nm 的光照到电池时,发射的电子最大速率是多少?(1 eV=1.602×10-19J , 电子质量m e =9.109×10-31 kg) 1008计算电子在10 kV 电压加速下运动的波长。
1009任一自由的实物粒子,其波长为λ,今欲求其能量,须用下列哪个公式---------------( )(A)λchE = (B)222λm h E =(C) 2) 25.12 (λe E = (D) A ,B ,C 都可以1010对一个运动速率v<<c 的自由粒子,有人作了如下推导 :mv v E v h hp mv 21=====νλA B C D E 结果得出211=的结论。
问错在何处? 说明理由。
1011测不准关系是_____________________,它说明了_____________________。
1013测不准原理的另一种形式为ΔE ·Δt ≥h /2π。
厦门大学结构化学答案2
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解:发生电子衍射时,电子动量的不确定度在数量级上 与电子动量是相近的,由测不准原理可知电子位置的不确定 度:
∆
≈
ℎ ∆
=
ℎ
=
ℎ ℎ/
=
即电子发生衍射时位置不确定度(或衍射光栅的宽度)
若假定速率的不准确度为10%, 对子弹而言:ΔPx=mΔVx=m(10%Vx)=0.2kg·m/s
Δx≈h/ΔPx=3.31 × 10−33m 对电子而言:Δx≈h/ΔPx=h/[m(10%Vx)]=7.28 × 10−7m
可以看出,子弹位置的不确定度比子弹小得多,完全可以 忽略,所以子弹可用经典力学处理;而电子位置的不确定度与分 子尺寸(10−10m)相比,根本不能忽略,所以电子运动需要用量子 力学处理。
习题 2
1.8 质量0.004kg子弹以500m/s速率运动,原子中的电子以 1000m/s速率运动,试估计它们位置的不确定度,证明子弹有确 定的运动轨道,可用经典力学处理,而电子运动需量子力学处理。
解:(注: 因题中为给出速率的不确定度,所以,可以自行 引入此量,可取范围显然在0-100%之间,可以取中间量10%,由此 导出动量的不确定度,以进一步由测不准原理导出位置的不确定 度的数量级)
观察不到电子衍射。
1.12 判断下列算符是否是线性厄米算符: (1)d/dx (2)∇2 (3)x1+x2 (4)eʵx2 解:线性算符的定义为 (φ1 + φ2)= φ1 + φ2
厄米算符的定义为 ∫ φ∗ φ dτ=∫ φ φ ∗dτ 线性算符比较好判定,证明是否为厄米算符。 (1) ∫ φ∗ φ d =∫ φ∗dφ = φ∗φ | − ∫ φ dφ∗ =
结构化学试题及答案
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结构化学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪个元素的原子核外电子排布遵循泡利不相容原理?A. 氢(H)B. 氦(He)C. 锂(Li)D. 铍(Be)答案:B2. 原子轨道的量子数l代表什么?A. 电子云的形状B. 电子云的径向分布C. 电子云的角动量D. 电子云的自旋答案:C3. 以下哪个化合物是离子化合物?A. 二氧化碳(CO2)B. 氯化钠(NaCl)C. 氮气(N2)D. 水(H2O)答案:B4. 共价键的形成是由于:A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引答案:A5. 根据分子轨道理论,以下哪个分子是顺磁性的?A. 氮气(N2)B. 氧气(O2)C. 氟气(F2)D. 氢气(H2)答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 原子轨道的量子数n=1时,可能的l值有______。
答案:02. 碳原子的价电子排布是______。
答案:2s^2 2p^23. 离子键是由______形成的。
答案:电子的转移4. 根据杂化轨道理论,甲烷(CH4)的碳原子采用______杂化。
答案:sp^35. 金属键的形成是由于______。
答案:电子的共享三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述价层电子对互斥理论(VSEPR)的基本原理。
答案:价层电子对互斥理论认为,分子的几何构型是由中心原子周围的价层电子对之间的排斥作用决定的,这些电子对可以是成键电子对或孤对电子。
2. 什么是分子轨道理论?答案:分子轨道理论是一种化学理论,它将分子中的电子视为分布在整个分子空间内的轨道上,而不是局限于两个原子之间。
这些分子轨道是由原子轨道线性组合而成的。
3. 描述一下什么是超共轭效应。
答案:超共轭效应是指在有机分子中,通过σ键的π轨道与π键的π轨道之间的相互作用,从而降低π键的能级和增加σ键的稳定性的现象。
4. 什么是路易斯酸碱理论?答案:路易斯酸碱理论认为,酸是能够接受电子对的物种,而碱是能够提供电子对的物种。
厦门大学结构化学习题集答案
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附录8 习题选答习题11.2 600nm(红), 3.31×10-19J, 199KJ·mol-1 550nm(黄), 3.61×10-19J, 218KJ·mol-1 400nm(蓝), 4.97×10-19J, 299KJ·mol-1 200nm(紫), 9.93×10-19J, 598KJ·mol-1 1.3 6.51×10-34J·s1.4 (1)100eV电子 122.6pm(2)10eV中子 9.03pm(3)1000m/sH原子0.399nm1.5 子弹~10-35m, 电子~10-6m1.6 Dx=1.226×10-11m<< 10-6m1.8 (2),(4) 是线性厄米算符.1.9 (1) exp(ikx)是本征函数, 本征值ik.(2), (4)不是.1.101.12 , 本征值为±√B1.131.16 当两算符可对易, 即两物理量可同时测定时,式子成立.1.18 (1) (2) <x>= l/2, (3) <P x>=01.19 0.4l~0.6l间, 基态出现几率0.387,第一激发态出现几率0.049.1.20 (1) 基态n x=n y=n z=1 非简并(2) 第一激发态211, 121, 112 三重简并(3) 第二激发态221, 122, 212 三重简并1.23 λ=239nm.习题22.1 (1) E0=-13.6eV, E1=-3.4eV.(2) <r>=3a0/2 , <P>=02.4 ψ1s波函数在r=a0, 2a0处比值为2.718ψ2在r=a0, 2a0处比值为7.389.2.6 3d z2 , 3d xy各有2个节面: 3d z2是2个圆锥节面, 3d xy是XZ,YZ面.2.9 (1) 2p轨道能量为-3.4eV 角动量为(2) 离核平均距离为5a0.(3) 极大值位置为4a0.2.102.11 ; He+ a0/2, F8+ a0/9.2.13(1)径向分布函数最大值离核距离a0/3,(2)电子离核平均距离为a0/2.(3) 因无电子相关, 2s, 2p态能量相同., 磁矩为2.15 轨道角动量为12.17 (1) N 原子价电子层半充满, 电子云呈球状分布.(2)基态谱项为4S, 支项为4S3/2(3)2p23s1光谱项: p2—3P,1D,1S, s1—2S, 偶合后4P, 2P, 2D, 2S.2.19 Al S K Ti Mn基态谱项2P 3P 2S 3F 6S光谱支项2P1/23P22S1/2 3F2 6S5/22.20 C(2p13p1): 3D, 1D, 3P, 1P, 3S, 1S.Mg(3s13p1): 3P,1PTi(3d34s1): 5F,3F,5P,3P,3H,1H,3G,1G,3F,1F,3D,1D,3P,1P2.21 3d84s2态含3F4谱项2.22 I1=5.97eV , I2=10.17eV .习题33.2 CO: C∞, ∞个σv ;CO2: C∞, ∞个C2, ∞个σv, σh.3.3 顺丁二烯: C2, σv, σv/;反丁二烯: C2, σh, I3.4 (1)菱形: C2, C2', C2”, σh " D2h;(2) 蝶形: C2, σv, σv' "C2v(3) 三棱柱: C3,3C2,3σv, σh" D3h;(4) 四方锥: C4, 4σv" C4v(5) 圆柱体: C∞, ∞个C2, ∞个σv, σh. "D∞h(6) 五棱台: C5,5σv" C5v3.53.6 E,{C31, C32},{C2,C2',C2”},σh, {S31,S32}, {σv, σv', σv”} 3.73.8 苯D6h; 对二氯苯D2h ; 间二氯苯C2v; 氯苯C2v; 萘D2h3.9 SO2 C2v, P4 T d, PCl5 D3h, S6(椅式) D3d,S8 D4d, Cl2 D∞h3.10 ①D2h②C2v ③D3h④C2v⑤D2h3.14 CoCl4F23+分子有2种异构体, 对二氟异构体为D4h, 邻二氟异构体为C2v3.15 ①C s②C2v③C s④C4v⑤D2h⑥C2v⑦C i⑧C2h3.16 (1) C60 I h子群: D5d, D5, C5v, C5, D3h, D3, C3v, C3等.(2) 二茂铁D5d,子群D5, C5v等.(3)甲烷T d, 子群C3v, C3, D2d, D2等.3.17 ①C3O2直线形D∞h②双氧水C2③NH2NH2鞍马型C2V ④F2O V形C2v ⑤NCCN 线形D∞h3.18 8.7(邻), 5.0×10-30C﹒m (间), 0 (对)3.20 ①~⑧均无旋光性; ①、③船式、⑦、⑧有偶极矩, 其余无。
结构化学习题集
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结构化学习题集习题1:某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV的动能,试问此时质子速度多大?计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。
在黑体辐射中,对一个电热容器加热到不同温度,从一个针孔辐射出不同波长的极大值,试从其推导Planck常数的数值:T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500l max/nm 2181 1600 1240 1035 878 763计算下列粒子的德布洛意波长(1) 动能为100eV的电子;(2) 动能为10eV的中子;(3) 速度为1000m/s的氢原子.质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动,原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。
用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V电压加速的电子衍射。
小球的质量为2mg,重心位置可准确到2μm,在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?判断下列算符是否是线性\厄米算符:(1)(2)(3)x1+x2(4)下列函数是否是的本征函数?若是,求其本征值:(1)exp(ikx)(2)coskx (3)k (4)kx氢原子1s态本征函数为(a0为玻尔半径),试求1s态归一化波函数。
已知一维谐振子的本征函数为其中a n和α都是常数,证明n=0与n=1时两个本征函数正交。
若是算符的本征函数(B为常数), 试求α值,并求其本征值。
计算Poisson 方括,证明Poisson 方括的下列性质:(1)(2)角动量算符定义为:, ,证明: (1) (2)在什么条件下?设体系处于状态中,角动量和M Z有无定值。
若有其值是多少?若无,求其平均值。
已知一维势箱粒子的归一化波函数为n=1, 2, 3 ……(其中l为势箱长度)计算(1)粒子的能量(2)坐标的平均值(3)动量的平均值试比较一维势箱粒子(波函数同上题)基态(n=1)和第一激发态(n=2)在0.4l~0.6l区间内出现的几率。
2020年厦门大学结构化学习题集精品版
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结构化学习题集习题1:1.1 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV的动能,试问此时质子速度多大?1.2 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。
1.3 在黑体辐射中,对一个电热容器加热到不同温度,从一个针孔辐射出不同波长的极大值,试从其推导Planck常数的数值:T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500l max/nm 2181 1600 1240 1035 878 7631.4 计算下列粒子的德布洛意波长(1) 动能为100eV的电子;(2) 动能为10eV的中子;(3) 速度为1000m/s的氢原子.1.5 质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动,原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。
1.6 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。
1.7 小球的质量为2mg,重心位置可准确到2μm,在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?1.8 判断下列算符是否是线性\厄米算符:(2)(3)x1+x2(4)(1)1.9 下列函数是否是的本征函数?若是,求其本征值:(1)exp(ikx)(2)coskx (3)k (4)kx1.10 氢原子1s态本征函数为(a0为玻尔半径),试求1s 态归一化波函数。
1.11 已知一维谐振子的本征函数为其中a n和α都是常数,证明n=0与n=1时两个本征函数正交。
1.12 若是算符的本征函数(B为常数), 试求α值,并求其本征值。
1.13 计算Poisson 方括,1.14 证明Poisson 方括的下列性质:(1)(2)1.15 角动量算符定义为:, ,证明: (1) (2)1.16 在什么条件下?有无定值。
厦门大学结构化学答案26
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试确定钽的晶系、点阵形式,对上述粉末线进行指标化并求出晶胞参数。
解:对立方晶系:
sin2
2
4a2来自 h2 k2 l2
用第 1 号衍射线的 sin2 值遍除各线,即可得到 h2 k 2 l2 的比值。再根据此比值加以调
整,使之成为合理的整数,即可求出衍射指标 hkl 。从而进一步求得所需数值如下表。
dℎ������������ = ������(ℎ2 + ������2 + ������2)−0.5 , 2dℎ������������������������������������ = ������ ,
a = ������(ℎ2+������2+������2)0.5 = 154×√3 = 343.7������������
(3) 晶胞的体积等于晶胞中所含合金的质量除以合金的密度,即:
V
=
������
=
4.25 × 10−22������ 8.5������ ∙ ������������−3
=
5.0
×
10−23������������−3
(4) 由晶胞的体积可以求出晶胞参数:
1
1
a = ������3 = (5.0 × 10−23������������−3)3 = 368������������
h k l 全为偶数,故为体心点阵型式。
再用以下一公式计算晶胞参数 a:
1
2 h2 k 2 l2 2
a
4sin2
从第 1 号至第 7 号 λ 值用CuKa ,第 8 号和第 10 号用 CuKa1 ,第 9 号和第 11 号用CuKa2 ,计
厦门大学结构化学第1章答案
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1.6 具有 0.2nm 波长的电子和光子,它们的动量和总能量各是多少? 解:微观粒子具有波粒二象性。对于一切粒子均满足: p
h
故: p
h
6.626 1034 3.31 1024 kg m s 1 10 2 10
31
①对于电子: me 9.11 10
1.9
用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约 10-6m)观察不到 10000V 电压加速的电子衍射。 解: 根据不确定度关系,电子位置的不确定度为: ( px = 2meU 的理解?)
h h 6.626 1034 px 2meU 2 9.11 1031 1.602 1019 104 1.226 1011 x
34
J s , c 2.998 108 m s 1 )
代入各类波长,得到相应的光子能量。
E1 3.31 1019 J
E2 3.61 1019 J
E1 4.97 1019 J
E1 9.93 1019 J
1.4 某同步加速器,可把质子加速至具有 100×109eV 的动能,试问此时质子速度多大? 解: m p 1.67265 10
hc
T
hc
W
6.626 1034 2.998 108 4.2 2.0eV 2 107 1.602 1019
⑵ 当动能 T=0 时得到红限波长:
hc 6.626 1034 2.998 108 295.2nm W 4.2 1.602 1019
(这里积分得不到相对应的σ值, 需核实)
4
T
E (T )
结构化学章节习题(含答案)
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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 2xB 、cosXC 、loge xD 、sinx 3E 、3F 、-1G 、1H 、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?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.(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?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.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:(()23213212232221223222123332?r 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。
《结构化学》第二章习题.doc
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《结构化学》第二章习题2001 在直角坐标系下,Li2+的Schrodinger方程为2002 匕知类氢离了He+的某一状态波函数为:(1)计算Is电子径向分布函数最人值离核的距离;(2)计算Is电了离核平均距离;(3)计算Is电了概率密度最大处离核的距离。
((x n e~ax dx =洲严2004写出Be原子的Schrodinger方程。
2005已知类氢离子He+的某一状态波函数为则此状态最大概率密度处的r值为空此状态最大概率密度处的径向分布函数值为也14(2^F\V2 / 、C 2尸2 ------ eo丿2r ・2“2"o则此状态的能量为(d)此状态的角动量的平方值为(切此状态角动量在Z方向的分量为(C)此状态的n, 1, m值分别为此状态角度分布的节面数为(d)2)2003己知Li2+的Is波函数为(c)此状态径向分布函数最人处的r值为2006在多电子原子中,单个电子的动能算符均为*兀2加所以每个电子的动能都是相等的,对吗?________ o2007原了轨道是指原了中的单电子波函数,所以一个原子轨道只能容纳一个电子,对吗? _____ O2008原子轨道是原子中的单电子波函数,每个原子轨道只能容纳______ 个电子。
2009H原子的肖("用)可以写作弘)®&),%)三个函数的乘积,这三个函数分别山量子数(a) , (b), (c)来规定。
2010己知屮二R^Y = RxS①,其屮尺®0丫皆已归一化,则下列式中哪些成立? -------------------------------------------------- ()「02卄=1(A)A 戸「用d厂=1(B)」)(c)『『Td°Tf 6>2sin0d0 = 1(D) A2011 对氢原子0方程求解,(A)可得复数解0”="exp(i〃0)f”|0 遇=1(B)根据归一化条件数解} ' ,wl,可得A二(1/2兀)1/2(0根据函数的单值性,可确定|m|二0, 1, 2, 1(D)根据复函数解是算符Mz的本征函数得Mz二mh/2兀(E)由①方程复数解线性组合可得实数解以上叙述何者有错? ------------------------------------------------------------ ()2012求解氢原子的Schrodinger方程能自然得到n, 1, m, ms四个量子数,对吗?2013解H原子方程式时,由于波函数卍"要满足连续条件,所以只能为整数,对吗? 2014 屮 g屮叭是否分别为:0411,041-1,04102015 2px, 2py, 2pz是简并轨道,它们是否分别可用三个量子数表示: 2px:(n二2, 1=1, m二+1)2py:(n 二2, 1=1, m二 T)2pz:(n=2, 1=1, m二0 )2016 给出类H原子波函数的量子数n, 1和mo2017已知类氢离子sp3杂化轨道的一个波函数为:求这个状态的角动最平均值的人小。
有机化学习题与答案(厦门大学)【范本模板】
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有机化学习题与答案(厦门大学)第一章绪论习题一、根据下列电负性数据:判断下列键中哪个极性最强?为什么?答案〈请点击〉二、(a) F2、HF、BrCl、CH4、CHCl3、CH3OH诸分子中哪些具有极性键?(b) 哪些是极性分子?答案 <请点击〉三、下列各化合物有无偶极矩?指出其方向.答案〈请点击〉四、根据O和S的电负性差别,H2O和H2S相比,哪个的偶极-偶极吸引力较强,哪个的氢键较强?答案 <请点击〉五、写出下列化合物的路易斯电子式。
答案〈请点击〉六、把下列化合物由键线式改写成结构简式。
七、下面记录了化合物的元素定量分析和相对分子质量测定的结果,请计算它们的化学式。
(1) C:65。
35%,H:5。
60%,相对分子质量 110(2) C:70。
40%,H:4。
21%,相对分子质量 188(3) C:62.60%,H:11.30%,N:12.17%,相对分子质量 230(4) C:54。
96%,H:9。
93%,N:10.68%,相对分子质量 131(5) C:56.05%,H:3。
89%,Cl:27。
44%,相对分子质量 128.5(6) C:45。
06%,H:8。
47%,N:13.16%,Cl:33.35%,相对分子质量 106.5答案 <请点击〉八、写出下列化学式的所有的构造异构式。
答案〈请点击〉第一章绪论习题(1)1、什么是烃、饱和烃和不饱和烃?点击这里看结果2、什么是烷基?写出常见的烷基及相应的名称。
点击这里看结果3、给下列直链烷烃用系统命名法命名点击这里看结果4、什么是伯、仲、叔、季碳原子,什么是伯、仲、叔氢原子?点击这里看结果5、写出己烷的所有异构体,并用系统命名法命名。
点击这里看结果6、写出符合下列条件的烷烃构造式,并用系统命名法命名:1.只含有伯氢原子的戊烷2。
含有一个叔氢原子的戊烷3。
只含有伯氢和仲氢原子的已烷4.含有一个叔碳原子的已烷5.含有一个季碳原子的已烷6.只含有一种一氯取代的戊烷7.只有三种一氯取代的戊烷8。
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结构化学习题集习题1:1.1 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV的动能,试问此时质子速度多大?1.2 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。
1.3 在黑体辐射中,对一个电热容器加热到不同温度,从一个针孔辐射出不同波长的极大值,试从其推导Planck常数的数值:T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500l max/nm 2181 1600 1240 1035 878 7631.4 计算下列粒子的德布洛意波长(1) 动能为100eV的电子;(2) 动能为10eV的中子;(3) 速度为1000m/s的氢原子.1.5 质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动,原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。
1.6 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。
1.7 小球的质量为2mg,重心位置可准确到2μm,在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?1.8 判断下列算符是否是线性\厄米算符:(2)(3)x1+x2(4)(1)1.9 下列函数是否是的本征函数?若是,求其本征值:(1)exp(ikx)(2)coskx (3)k (4)kx1.10 氢原子1s态本征函数为(a0为玻尔半径),试求1s 态归一化波函数。
1.11 已知一维谐振子的本征函数为其中a n和α都是常数,证明n=0与n=1时两个本征函数正交。
1.12 若是算符的本征函数(B为常数), 试求α值,并求其本征值。
1.13 计算Poisson 方括,1.14 证明Poisson 方括的下列性质:(1)(2)1.15 角动量算符定义为:, ,证明: (1) (2)1.16 在什么条件下?有无定值。
1.17 设体系处于状态中,角动量和M若有其值是多少?若无,求其平均值。
1.18 已知一维势箱粒子的归一化波函数为n=1, 2, 3 ……(其中l为势箱长度)计算(1)粒子的能量(2)坐标的平均值(3)动量的平均值1.19 试比较一维势箱粒子(波函数同上题)基态(n=1)和第一激发态(n=2)在0.4l~0.6l区间内出现的几率。
1.20 当粒子处在三维立方势箱中(a=b=c),试求能量最低的前3个能级简并度。
1.21 写出一个被束缚在半径为a的圆周上运动的质量为m的粒子的薛定锷方程,求其解。
1.22 若用一维势箱自由粒子模拟共轭多烯烃中π电子, (a)丁二烯(b)维生素A (c)胡萝卜素分别为无色、桔黄色、红色,试解释这些化合物的颜色。
1.23 若用二维箱中粒子模型, 将蒽(C14H10)的π电子限制在长700pm, 宽400pm的长方箱中,计算基态跃迁到第一激发态的波长.习题2:2.1 已知氢原子的归一化波函数为(1) 试求其基态能量和第一激发态能量。
(2)计算坐标与动量的平均值。
2.2 试求氢原子由基态跃迁到第一激发态(n=2)时光波的波长。
2.3 试证明氢原子1s轨道的径向分布函数极大值位于。
在和处的比值。
2.4 计算氢原子2.5 已知s和p z轨道角度分布的球谐函数分别为:,,试证明s和p z轨道相互正交。
2.6 试画出类氢离子和3d xy轨道轮廓,并指出其节面数及形状。
2.7 原子的5个d轨道能量本来是简并的,但在外磁场的作用下,产生Zeeman效应(能量分裂),试作图描述这种现象。
2.8 试证明球谐函数Y10、Y21、Y32是方程的本征函数。
2.9 已知氢原子2p z轨道波函数为①计算2p z轨道能量和轨道角动量;②计算电子离核的平均距离;③径向分布函数的极值位置。
2.10已知氢原子2s 轨道波函数为试求其归一化波函数。
2.11 类氢离子的1s轨道为:,试求径向函数极大值离核距离,试问He+与F6+的极大值位置。
2.12 证明类氢离子的电子离核的平均距离为2.13 写出Li2+离子的Schrödinger方程,说明各项的意义,并写出Li2+离子2s态的波函数①计算径向分布函数最大值离核距离;②计算1s电子离核的平均距离;③比较2s与2p态能量高低。
2.14 画出4f轨道的轮廓图, 并指出节面的个数与形状.2.15 写出Be原子的Schrödinger方程,计算其激发态2s12p1的轨道角动量与磁矩。
2.16 根据Slater规则, 说明第37个电子应填充在5s轨道,而不是4d 或4f轨道.2.17 已知N原子的电子组态为1s22s22p3①叙述其电子云分布特点;②写出N的基态光谱项与光谱支项;③写出激发态2p23s1的全部光谱项。
2.18 已知C原子与O原子电子组态分别为1s22s22p2与1s22s22p4,试用推导证明两种电子组态具有相同的光谱项,但具有不同的光谱支项,简要说明原因。
2.19 写出下列原子的基态光谱项与光谱支项:Al、S、K、Ti、Mn。
2.20 写出下列原子激发态的光谱项:C[1s22s22p13p1] Mg[1s22s22p63s13p1] Ti[1s22s22p63s23p63d34 s1]2.21 基态Ni原子可能的电子组态为[Ar]3d84s2或[Ar]3d94s1。
由光谱实验测定能量最低的光谱项为3F4,试判断其属于哪种组态。
2.22 根据Slater规则,求Ca原子的第一、二电离能。
2.23 计算Ti原子第一、二电离能。
习题33.1 寻找下列生活用品中所含的对称元素:剪刀、眼镜、铅笔(削过与未削)、书本、方桌。
3.2 CO和CO2都是直线型分子,试写出这两个分子各自的对称元素。
3.3 分别写出顺式和反式丁二稀分子的对称元素。
3.4 指出下列几何构型所含的对称元素,并确定其所属对称点群:(1)菱形(2) 蝶形(3)三棱柱(4) 四角锥(5) 圆柱体(6) 五棱台O属C2v点群,有4个对称元素:E、C2、、,试写出C2v3.5 H点群的乘法表。
3.6 BF3为平面三角形分子,属D3h点群,请写出其12个对称元素,并将其分为6类。
点群,有4个对称元素:E、C2、、i,试造出3.7 二氯乙烯属CC2h点群的乘法表。
3.8 判断下列分子所属的点群:苯、对二氯苯、间二氯苯、氯苯、萘。
3.9 指出下列分子中的对称元素及其所属点群:SO2(V型)、P4(四面体)、PCl5(三角双锥)、S6(船型)、S8(冠状)、Cl2。
3.10 指出下列有机分子所属的对称点群:①②③④⑤3.11 对下列各点群加入或减少某些元素可得到什么群?①C3+i ②C3+s h③T+i ④D3d-i ⑤D4h-σh3.12 试用对称操作的表示矩阵证明:⑴⑵⑶3.13 判断下列说法是否正确,并说明理由:(1). 凡是八面体配合物一定属于O h点群(2). 异核双原子分子一定没有对称中心(3). 凡是四面体构型分子一定属于T d点群(4). 在分子点群中,对称性最低的是C1,对称性最高的是O h群3.14 CoCl63+是八面体构型的分子,假设两个配位为F原子取代,形成CoCl4F2分子,可能属于什么对称点群?3.15 环丁烷具有D4h对称,当被X或Y取代后的环丁烷属什么对称点群?①②③④⑤⑥⑦⑧3.16 找出下列分子对称性最高的点群及其可能的子群:①C60②二茂铁(交错型)③甲烷3.17 根据偶极矩数据,推测分子立体构型及其点群:①C3O2(μ=0) ②H-O-O-H (μ=6.9×10-30C·m)③H2N-NH2(μ=6.14×10-30C·m) ④F2O (μ=0.9×10-30C·m)⑤N≡C-C≡N(μ=0)3.18 已知连接苯环上C-Cl键矩为5.17×10-30C·m,C-CH3键矩为-1.34×10-30C·m,试推算邻位、间位、对位C6H4ClCH3的偶极矩(实验值分别为4.15×10-30、5.49×10-30、6.34×10-30C·m)3.19 请判断下列点群有无偶极矩、旋光性:3.20 指出下列分子所属的点群,并判断其有无偶极矩、旋光性①②IF5③环己烷(船式和椅式)④SO42-(四面体)⑤(平面)⑥⑦XeOF4(四方锥)⑧3.21 已知C6H5Cl 和C6H5NO2偶极矩分别为1.55D 和3.95D, 试计算下列化合物的偶极矩:(1) 邻二氯苯(2) 间二硝基苯(3) 对硝基氯苯(4) 间硝基氯苯(5) 三硝基苯3.22 已知立方烷C8H8为立方体构型,若2个H、3个H分别为Cl 取代:①列出可形成的C8H6Cl2、C8H5Cl3可能的构型与所属的点群;②判别这些构型有无偶极矩、旋光性。
3.23 下列分子具有偶极矩,而不属于C nv群的是①H2O2 ②NH3③CH2Cl2④H2C=CH23.24 下列各组分子或离子中,有极性但无旋光性是①N3-②I3-③O33.25 由下列分子的偶极矩数据,推测分子的立体构型及所属的点群3.26 将分子或离子按下类条件归类:CH3CH3,NO2+, (NH2)2CO,C60,丁三烯,B(OH)3,CH4,乳酸⑴既有极性又有旋光性⑵既无极性有无旋光性⑶无极性但由旋光性⑷有极性但无旋光性3.27 对D6点群求出各表示的直积,并确定组成它们的不可约表示A1×A2, A1×B1,B1×B2,E1×E23.28 分子属D2h点群,试写π电子组成的可约表示,并将其化成不可约表示的直和习题44.1 根据极值条件:,以及导出4.2 写出O2、O2-、O22-的键级、键长长短次序及磁性。
4.3 按分子轨道理论说明Cl2的化学键比Cl2+强还是弱?为什么?4.4 画出CN-的分子轨道能级示意图,写出基态的电子组态,计算键级及不成对电子数。
4.5 试用分子轨道理论讨论SO分子的电子结构,说明基态时有几个不成对电子?4.6 下列AB型分子:N2、NO 、O2 、C2、F2、CN、CO哪几个是得电子变为AB-后比原来中性分子能量低,哪几个是失电子变为AB+后比原来中性分子能量低?4.7 OH分子已在星际空间发现1)试按分子轨道理论只用氧原子2p轨道和氢原子的1s轨道叠加,写出其电子组态。
2)在哪个分子轨道中有不成对电子?3)此轨道是由氧和氢的原子轨道叠加形成,还是基本上定域于某个原子上?4)已知OH的第一电离能为13.2eV、HF为16.05eV,它们的差值几乎和O原子与F原子的第一电离能(15.8eV和18.6eV)的差值相同,为什么?4.8 用两种分子轨道记号写出O2的分子轨道。