结构化学期末复习提纲

第一章 量子力学基础

1、结构化学发展的三个阶段：原子论阶段、旧量子论阶段以及量子力学理论阶段；

2、实物微粒的波粒二象性——德布罗意物质波；

3、量子力学的五条基本公设；

4、量子力学基本原理的简单应用(一维、三维)

5、量子力学处理微观体系的一般步骤。

第二章 原子结构与原子光谱

1、简单轨道的波函数表达式，几个量子数的意义和取值，并能根据波函数和量子数求某些物理量，如平均位置、势能、动能、动量等；

2、波函数和电子云的图形表示和意义；

3、理解电子运动完全波函数，多电子原子斯莱特行列式书写；

4、原子状态的表示和光谱项

5、掌握L-S 耦合同科电子 异科电子光谱项的求法

第三章 分子的对称性和点群

实物粒子 光子

1、理解分子的对称性操作与对称元素的概念；掌握分子的四种基本对称操作

2、会根据分子的对称元素判断分子所属点群，以及判断分子的旋光性与偶极矩。

第四章

1、LCAO-MO方法原理；

2、MO的类型，符号和能级顺序；

3、同核和异核分子电子的排布，电子谱项、键级和磁性；

第五章

1、杂化轨道理论和几何构型；

2、应用HMO法；求解共轭分子的能级、离域能；

3、电荷密度、键级、自由价和分子图及应用；

习题

1、已知氢原子处于基态1s 和He +处于激发态2p x ，分别求其核外电子的总能、动能、势能，角动量的大小与在z 轴方向的分量及核外电子的位置。

2、反式1,2-二氯乙烯分子中存在哪些对称元素？属于何种点群？并判断分子是否具有偶极矩和旋光性。

3、写出碳原子的基组态和碳原子的激发态(1s 22s 22p 13p 1)存在的光谱支项符号

4、按照Huckel 的简单分子轨道理论的假设，求解环丁二烯的能级和离域能，并解释其稳定性。

解：首先列出久期行列式：

0101110

011

101=χχχχ

其中βαχ/)(E -=

解之得：0)4(22=-χχ，有四根21-=χ，03,2=χ，24=χ。

所以能量βα21+=E ，α=3,2E ，βα24-=E 。

基态时，在1ψ中有两个电子，在2ψ和3ψ中各有一个电子，总能量为

βα442321+=++E E E 。如果形成两个双键，那么每个双键都可以用休克尔分子轨道方法求解能量，其久期行列式为：χχ

11，解得能级为：βα+=1E ，βα-=2E ，总能量为βα4441+=E ，与形成大π

键时相同，所以离域能为零，

说明环丁二烯是不稳定的。

5、富烯的HMO 波函数如下

φ1=0.602ψ3+0.372ψ4-0.372ψ5-0.602ψ6

φ2=0.5ψ1+0.5ψ2-0.5ψ4-0.5ψ5

φ3= 0.357ψ1-0.664ψ2+0.439ψ3-0.153ψ4-0.153ψ5+0.439ψ6

φ4= 0.749ψ1-0.190ψ2-0.351ψ3+0.280ψ4+0.280ψ5-0.351ψ6

φ5=0.372ψ3-0.602ψ4+0.602ψ5-0.372ψ6

φ6=0.247ψ1+0.523ψ2+0.429ψ3+0.385ψ4+0.385ψ5+0.429ψ6

(注：未按能级排序)

求：（1）电荷密度、键级和自由价；（2）画出分子图；（3）指出富烯与亲电试剂发生反应的位置。

解：