结构化学习题解答9北大
结构化学_北京化工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
结构化学_北京化工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列说法正确的是：（多选）参考答案:金属配合物电子组态在八面体场中产生畸变，在高能的轨道上出现简并态，畸变变形较大。
_配位数为6的过渡金属配合物，并非都是理想的正八面体，如果体系的基态有几个简并态，则体系是不稳定的，体系一定要发生畸变，以消除这种简并，从而处于更稳定的状态，这就是姜-泰勒效应。
_金属配合物电子组态在八面体场中产生畸变，在低能的轨道上出现简并态，畸变变形较小。
2.下列络合物哪些是高自旋的？参考答案:_3.基态原子外层轨道的能量存在E(3d)＞E(4s)的现象是因为__________的存在。
参考答案:钻穿效应_屏蔽效应4.波函数【图片】的图形有_______个径向节面， _______个角度节面。
参考答案:n-l-1，l5.已知【图片】，其中【图片】皆已归一化，则下列式中哪些成立？参考答案:__6.CO 与过渡金属形成羰基络合物时，CO 键会：参考答案:削弱7.休克尔分子轨道理论中休克尔行列式（注：【图片】没有移到分母项时）有以下几个特点：参考答案:行列式的阶由参加离域大键的原子数决定_行列式的主对角元为_如有杂原子参加，诸须分别标记清楚8.H原子3d状态的轨道角动量沿磁场方向有几个分量：参考答案:59.从某晶体中找到【图片】等对称元素，该晶体属________晶系是_____点群。
参考答案:六方，10.描述晶体宏观对称性的对称元素共有 _______种，由它们可以构成________个晶体学点群。
参考答案:4,3211.根据正当单位选取原则，下列哪几组平面格子属于正当格子？参考答案:正方形及平行四边形格子_矩形及其带心格子12.一维无限深势阱中粒子的【图片】的状态的波函数为【图片】，则粒子在势阱中【图片】范围内出现的概率为：（其中【图片】）参考答案:0.0413.下图中的【图片】的电子云分布的差值图，红色实线描述的电子云_______的等值线，蓝色虚线描述的电子云_________的等值线。
北师大 结构化学 第3章 双原子分子的结构与分子光谱
北师大 结构化学 课后习题第3章 双原子分子的结构与分子光谱习题答案1. CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？其偶极距的方向如何？为什么？解： CO 是一个异核双原子分子。
其中氧原子比碳原子多提供2个电子形成配位键： :O C := 氧原子的电负性比碳原子的高，但是在CO 分子中，由于氧原子单方面向碳原子提供电子，抵消了部分碳氧之间的电负性差别引起的极性，所以说CO 是一个极性较小的分子。
偶极矩是个矢量，其方向是由正电中心指向负电中心，CO 的偶极距μ = 0.37×10-30 C·m ，氧原子端显正电，碳原子端显负电，所以CO 分子的偶极距的方向是由氧原子指向碳原子。
2. 在N 2，NO ，O 2，C 2，F 2，CN ，CO ，XeF 中，哪几个得电子变为AB -后比原来中性分子键能大，哪几个失电子变为AB +后比原来中性分子键能大？解： 就得电子而言，若得到的电子填充到成键电子轨道上，则AB -比AB 键能大,若得到得电子填充到反键分子轨道上，则AB -比AB 键能小。
就失电子而言，若从反键分子轨道上失去电子，则AB +比AB 键能大，若从成键轨道上失去电子，则AB +比AB 键能小。
(1) 2g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:N σπσσ 键级为31g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:N σπσσ+ 键级为2.51u 2g 4u 2u 2g 2)2()2()1()1()1(:N πσπσσ- 键级为2.5N 2的键能大于N 2+ 和N 2-的键能(2) 12422)2()3()1()2()1(:NO πσπσσ 键级为2.52422)3()1()2()1(:NO σπσσ+ 键级为322422)2()3()1()2()1(:NO πσπσσ- 键级为2所以NO 的键能小于 NO +的键能，大于NO -的键能(3) 1g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ+ 键级为2.5，2g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ 键级为2，3g 4u 2g 2u 2g 2u 2g 21132211:O ππσσσσσ- 键级为1.5，所以O 2的键能小于O 2+的键能，大于O 2-的键能(4) 4222)1()1()1(:u u g C πσσ 键级为23u 2u 2g 2)1()1()1(:C πσσ+ 键级为1.51g 4u 2u 2g 2)2()1()1()1(:C σπσσ-键级为2.5所以C 2的键能大于C 2+的键能，小于C 2(5) 4*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()(:F z ππσσσ 键级为1 3*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()(:F z ππσσσ+键级为1.51p 24*p 24p 22p 22*s 22s 22)()()()()()(:F z z *-σππσσσ 键级为0.5 所以F 2 的键能小于F 2+ 的键能，大于F 2-的键能(6) ()()()()14223121:CN σπσσ 键级为2.5 ()()()()24223121:CN σπσσ- 键级为3()()()422121:CN πσσ+ 键级为2所以CN 的键能大于CN +的键能，小于CN -的键能(7) 2422)3()1()2()1(:CO σπσσ 键级为31422)3()1()2()1(:CO σπσσ+ 键级为2.512422)2()3()1()2()1(:CO πσπσσ- 键级为2.5所以CO 的键能大于CO +和CO -的键能(8) 144222)3()2()1()3()2()1(:F Xe σππσσσ 键级为0.544222)2()1()3()2()1(:F Xe ππσσσ+ 键级为1244222)3()2()1()3()2()1(:F Xe σππσσσ- 键级为0所以XeF 的键能小于XeF +的键能，大于XeF -的键能，XeF -不能稳定存在。
[正式版]结构化学习题解答 《结构化学基础》北京大学出版社ppt资料
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求出本征值。
dx 2
e x ,six n ,2 c o x ,x s 3 ,six n c o xs
[解]：
d2 dx 2
ex
1
e x , ex是
d2 dx 2
的本征函数，本征值为
1；
d2 dx 2
sin
x
1 sin
x, sin
x是
d2 dx 2
பைடு நூலகம்
的本征函数，本征值为
1；
d2 dx 2
2 cos
x
间的几率为：
464×1014s-1，用它作光电池的阴极，当用波长为300nm的紫外光照射该电池时，发射的光电子的最大速度是多少？ 1
根据上述两式及力学公式：
[解] 1 2h( ) 可按下式计算 的平均值。
2
①将能量算符直接作用于波函数，所得常数即为粒子的能量：
h h mv v ② 根据受一定势能场束缚的微粒所具有的0 量子效应和箱中粒子的边界条件
式中，等号左边的物理量体现了粒性，等号右边的物 理量体现了波性，而联系波性和粒性的纽带是Planck
常数。根据上述两式及力学公式： pmv
知，1，2和4三步都是正确的。
微粒波的波长服从下式： u/
u 式中， 是微粒的传播速度，它不等于微粒的运动
速度，但3式中用了 v/ ，显然是错的。
在4式中， Eh 无疑是正确的，这里的E
2 m 已知一维势箱中粒子的归一化波函数为：
2 0 ，箱长应该等于半波长的整数倍，即：
2.99810 m s 3（ 式①]金b中解）属，箱钾粒 中是的子 粒微临坐 子粒阈标 的的频的S传c率平h播r为o均d速5i值.n度g；e，r方它程不，等在于求微解3粒过4的程运中动会速自度然，得但到3与式上中述用结了果相同8的能级，表显达1然式是（错参的见。周公度、段连云编1著4《结1构化学1基2 础》
北师大版结构化学 习题答案
第一章思考题和习题1 什么是物质波和它的统计解释？2 如何理解合格波函数的基本条件？3 如何理解态叠加原理？4 测不准原理的根源是什么？5 铝的逸出功是4.2eV ，用2000Å的光照射时，问（a ）产生的光电子动能是多少？(b)与其相联系的德布罗依波波长是多少？(c)如果电子位置不确定量与德布罗依波波长相当，其动量不确定量如何？6 波函数e -x (0≤x ≤∞)是否是合格波函数，它归一化了吗？如未归一化，求归一化常数。
7 一个量子数为n ，宽度为l 的一维势箱中的粒子，①在0~1/4 区域内的几率是多少？②n 取何值时几率最大？③当n →∞时，这个几率的极限是多少？ 8 函数x ll x l l x ππψ2sin 22sin 23)(+=是不是一维势箱中粒子的可能状态？如果是，其能量有无确定值？如果有，是多少？如果能量没有确定值，其平均值是多少？ 9 在算符∑，错误！未定义书签。
, exp, 错误！未定义书签。
中，那些是线性算符？10 下列函数, 那些是错误！未定义书签。
的本征函数? 并求出相应的本征值。
(a) e imx (b) sin x (c) x 2+ y 2 (d) (a -x )e -x11 有算符,ˆ,ˆX X dx d D== 求D X X D ˆˆˆˆ-。
参考答案1 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 。
北师大结构化学第九章晶体结构习题答案
北师⼤结构化学第九章晶体结构习题答案习题解析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-ca =×356.7pm = 154.4pm 密度D =ZM/N A V=-1-10323-1812.0g mol (356.710cm)(6.022 10mol )醋创 = 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。
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
北大结构化学习题及答案0
《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) Planck1002 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600 nm 。
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) λch E = (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=====νλ A 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。
结构化学习题(含答案)
25.
立方势箱中的粒子，具有 E
12h 2 8ma 2
的状态量子数，nxnynz 是(
)
A．211 B．231 C．222 D．213
26. 一个在一维势箱中运动的粒子，其能量随着量子数 n 的增大( )，其能级差 En+1-En 随着势箱长度的增大( )
A．越来越小 B．越来越大 C．不变
27. 下列算符中不属于线性算符的是( )
6.
在边长为
a
的立方势箱中运动的粒子，其能级 E
3h 2 4ma 2
的简并度是______，
E 27h2 的简并度是_______。 8ma 2
7. 质 量 为 m 的 粒 子 被 局 限 在 边 长 为 a 的 立 方 箱 中 运 动 。 波 函 数 211(x,y,z)=
_________________________；当粒子处于状态211 时，概率密度最大处坐标是
第二章 原子的结构和性质
一. 填空题
1.
氢原子中电子的一个状态为：
1 81 2
Z a0
3
/
2
Zr a0
2
e
Zr 3a0
sin 2 sin 2 ，则
量子数 n 为____，l 为____，m 为____，轨道名称为____。
2. 氢原子的 3d z2 状态的能量为______eV。角动量为______，角动量在磁场方向的分
___________；若体系的能量为
7h2 4ma
2
，
其简并度是_______________。
二. 选择题
1. 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( )
A． 动量相同
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。
结构化学章节习题（含答案）
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。
结构化学课后习题及答案
01.量子力学基础知识【1.1】将锂在火焰上燃烧，放出红光，波长λ=670.8nm ，这是Li 原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的，试计算该红光的频率、波数以及以k J·mol -1为单位的能量。
解：811412.99810m s 4.46910s 670.8m cνλ−−×⋅===× 41711 1.49110cm 670.810cm νλ−−===××%3414123-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N sν−−==×⋅××××=⋅【1.2】 实验测定金属钠的光电效应数据如下：波长λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 光电子最大动能E k /10-19J 3.41 2.56 1.95 0.75 作“动能-频率”，从图的斜率和截距计算出Plank 常数(h)值、钠的脱出功(W)和临阈频率(ν0)。
解：将各照射光波长换算成频率,并将各频率与对应的光电子的最大动能E k 列于下表：v λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1v /1014s －19.59 8.21 7.41 5.49E k /10－19J 3.41 2.56 1.95 0.75 由表中数据作图，示于图1.2中E k /10-19Jν/1014g-1图1.2 金属的kE ν−图由式 0k hv hv E =+推知0k kE E h v v v Δ==−Δ即Planck 常数等于图的斜率。
选取两合适点，将和v 值带入上式，即可求出h 。
例如： k E −v k E ()()19341412.708.50 1.0510 6.601060010J h J s s −−−×==×−×图中直线与横坐标的交点所代表的即金属的临界频率，由图可知，。
结构化学课后答案
一、练习题1．立方势箱中的粒子，具有的状态量子数，是A． 211 B． 231 C． 222 D． 213。
(参考答案）解：(C)。
2．处于状态的一维势箱中的粒子，出现在处的概率是多少？A．B．C．D．E．题目提法不妥，以上四个答案都不对。
(参考答案）解：(E)。
3．计算能量为100eV光子、自由电子、质量为300g小球的波长。
( )(参考答案）解：光子波长自由电子300g小球。
4．根据测不准关系说明束缚在0到a范围内活动的一维势箱中粒子的零点能效应。
(参考答案）解：。
5．链状共轭分子在波长方向460nm处出现第一个强吸收峰，试按一维势箱模型估计该分子的长度。
(参考答案）解：6．设体系处于状态中，角动量和有无定值。
其值是多少？若无，求其平均值。
(参考答案）解：角动量角动量平均值7．函数是不是一维势箱中粒子的一种可能的状态？如果是，其能量有没有确定值？如有，其值是多少？如果没有确定值，其平均值是多少？(参考答案）解：可能存在状态，能量没有确定值，8．求下列体系基态的多重性。
(2s+1) (1)二维方势箱中的9个电子。
(2)二维势箱中的10个电子。
(3)三维方势箱中的11个电子。
(参考答案）解：(1)2，(2)3，(3)4。
9．在0－a间运动的一维势箱中粒子，证明它在区域内出现的几率。
当，几率P怎样变？(参考答案）解：10．在长度l的一维势箱中运动的粒子，处于量子数n的状态。
求 (1)在箱的左端1/4区域内找到粒子的几率？(2)n为何值，上述的几率最大？(3)，此几率的极限是多少？(4)(3)中说明什么？(参考答案）解：11．一含K个碳原子的直链共轭烯烃，相邻两碳原子的距离为a，其中大π键上的电子可视为位于两端碳原子间的一维箱中运动。
取l＝(K－1)a，若处于基组态中一个π电子跃迁到高能级，求伴随这一跃迁所吸收到光子的最长波长是多少？(参考答案）解：12．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。
结构化学课后习题答案
结构化学课后习题答案结构化学是化学学科中的一个重要分支，它主要研究原子、分子以及晶体的结构和性质。
课后习题是帮助学生巩固和深化课堂知识的重要手段。
以下是一些结构化学课后习题的答案示例，请注意，这些答案仅为示例，具体习题的答案需要根据实际的习题内容来确定。
习题一：原子轨道的基本概念1. 描述s、p、d、f轨道的基本形状和特征。
- s轨道：球形，对称性高，只有一个轨道。
- p轨道：哑铃形，有两个主瓣，对称性较低，有三个轨道。
- d轨道：具有更复杂的形状，如四叶草形等，有五个轨道。
- f轨道：形状更为复杂，有七个轨道。
2. 解释原子轨道的量子数。
- 主量子数n：决定电子层，n越大，电子离原子核越远。
- 角量子数l：决定轨道形状，l的不同值对应不同的轨道类型。
- 磁量子数m：决定轨道在空间的取向。
- 自旋量子数s：描述电子自旋状态。
习题二：分子几何结构1. 描述价层电子对互斥理论（VSEPR）的基本原理。
- VSEPR理论基于电子对的排斥作用，认为电子对会尽可能地分布在原子周围，以减少排斥力，从而形成稳定的分子几何结构。
2. 根据VSEPR理论，预测CO2分子的几何形状。
- CO2分子中，碳原子有两个双键氧原子，没有孤对电子，根据VSEPR理论，分子呈线性结构。
习题三：晶体结构1. 解释晶体的布拉维格子和晶系。
- 布拉维格子：描述晶体中原子排列的几何结构，有简单立方、体心立方、面心立方等。
- 晶系：根据晶体的对称性，晶体可以分为立方晶系、四方晶系、六方晶系等。
2. 描述面心立方（FCC）晶体的特点。
- FCC晶体中，每个原子周围有12个相邻原子，形成紧密堆积结构，具有较高的对称性和密堆积度。
习题四：化学键1. 区分离子键、共价键和金属键。
- 离子键：由正负离子之间的静电吸引形成。
- 共价键：由原子间共享电子对形成，常见于非金属元素之间。
- 金属键：由金属原子与自由电子云之间的相互作用形成。
2. 描述氢键的特点及其在分子间作用中的影响。
结构化学习题、详解、答案
第一章 量子力学基础题 解1.1. 给出黑体辐射频率分布函数),(T R ν的单位。
解: 黑体辐射的频率分布函数),(T R ν表示黑体辐射的频率分布，ννd ),(T R 表示在温度T 单位时间内由单位黑体表面积上所发射的频率在νννd ~+间的辐射能量。
121s m J s )(---⋅⋅=νR2m J )(-⋅=νRs m w s m sJm J 2-22⋅⋅=⋅⋅=⋅--式中w 是功率.1.2. 分别计算红光λ=600 nm 和X 射线λ=100 pm 的1个光子的能量、动量和质量。
解：λνc=，νh E =，λhp =，2ch m ν=(1) 波长1λ=600 nm 的红光，813419119310m s 6.62610J s 3.31310J 60010mE h ν----⨯⋅==⨯⋅⨯=⨯⨯ 12793411s m kg 10104.1m10600s J 10626.6----⋅⋅⨯=⨯⋅⨯==λhp 19361128123.31310J 3.68110kg (310m s )h m c ν---⨯===⨯⨯⋅ （2）X 射线2λ=100 pm8134152212310m s 6.62610J s 1.98810J 10010mE h ν----⨯⋅==⨯⋅⨯=⨯⨯ 124123422s m kg 10626.6m10100s J 10626.6----⋅⋅⨯=⨯⋅⨯==λhp 15322228121.98810J2.20910kg (310m s )h m c ν---⨯===⨯⨯⋅ 1.3. 计算波长λ=400nm 的光照射到金属铯上所产生的光电子的初速度。
已知铯的临阈波长为600nm解：根据W h T -=ν其中，201, 2e Tm W h υν== 2012e m h h υνν=-51 6.03010(m s )υ-====⨯⋅1.4. 氢原子光谱中巴尔麦系中波长最长的一条谱线的波数、波长和频率各是多少？波长最短的一条呢？解：氢原子光谱中巴尔麦系谱线的波数可表达为4, 3, )121(~~22=-=n n R ν 其中5-11.09710cm ,R=⨯ 称为Rydberg 常数。
北师大_结构化学课后习题答案
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。
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? ? h2 ? k2 ? l2
2a
sin? 330
?
154.2 pm 2 ? 387 pm
32 ? 32 ? 02
? 0.8452
? 330 ? 57.7?
也可根据 dhkl=（1/n）d（hkl）直接由（ d）中已算出的 d（110） 求出d（330）（这里n=3），代入sinθ=λ/2d330 ，进而求出θ330
(d)（110）点阵面的面间距为：
d (110) ? a (h 2 ? k 2 ? l 2 ) ?1/ 2 ? 387 pm ? (12 ? 12 ? 0 2 ) ?1/ 2 ? 274 pm
(e) 2dhkl ?sin? ? ?
sin? ? ? ?
?
2d hkl 2 ?
a
h2 ? k2 ? l2
1450.6kJ ?mol ?1
Mg(s) ? 1/ 2O2 ? MgO(s)
? 601.2kJ ?mol ?1
[解]：(a)
U
?
ANZ? Z? e2
re (4?? 0 )
????1 ?
?
re
????
?
1.7476 ? 6.022 ? 1023 mol ?1 ? 2 ? (?2) ? (?1.602 ? 10?19 C)2 4 ? 3.14 ? 8.854 ? 10?12 C 2 ?J ?1 ?m?1 ? 210 ? 10?12 m
r+/r-
CN+ CN-
CaS 0.538 6 6 CsBr 0.933 8 8
配位多面体型式 负离子堆积方式 结构型式
正八面体 立方体
立方最密集堆积 简单立方堆积
NaCl型 CsCl型
[9.5]
NH4Cl为简单立方点阵结构，晶胞中包含 1个NH4+和1个
Cl-，晶胞参数a=387pm。
(a)若NH4+热运动呈球形，试画出晶胞结构示意图； (b)已知Cl-的半径为181pm，求球形NH4+的半径； (c)计算晶体密度；
O? (g) ? O(g) ? e O2 (g) ? 2O(g) Mg(s) ? Mg(g)
141.8kJ ?mol ?1 498.4kJ ?mol ?1 146.4kJ ?mol ?1
Mg(g) ? Mg ? (g ) ? e
737.7kJ ?mol ?1
Mg ? (g ) ? Mg 2? (g ) ? e
第九章 离子化合物的结构化学
[9.1].
MgO 的 晶 体 结 构 属 NaCl 型 ， Mg—O 最 短 距 离 为 210pm (a)利用下面公式计算点阵能 U。
U
?
ANZ? Z? e 2
re (4?? 0 )
????1 ?
?
re
????
? ? 0.31? 10?10 m
(b) O原子的第二电子亲和能（ O— +e→O2-的能量）不 能直接在气相中测定，试利用下列数据及 (a)中得到的 点阵能数据，按 Born-Haber循环求算。
[ 解]：(a)Ti4+：0,0,0 Ba2+：1/2,1/2,1/2
Y2= 899.7 KJ?mol-1
Mg(s) ? 1/ 2O2 ( g) ? ??60?1.2? MgO(s)
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)
[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的结构规则，请判 断这两种晶体的正、负离子的配位数、配位多面体型式、负离 子的堆积方式、晶体的结构型式。 [解]：由已知数据计算出两种晶体的正、负离子的半径比 r+/r-， 根据半径比即可判断正离子的配位数 CN+、配位多面体的型式 和负离子的堆积方式。由正离子的配位数和晶体的组成即可判 断负离子的配位数 CN-[CN+×(正离子数 / 负离子数)]。根据上 述结构和已知的若干简单离子晶体的结构特征即可判断 CaS和 CsBr的结构型式。兹将结构列表如下：
(d)计算平面点阵族（110）相邻两点阵面的间距；
(e)用Cu Ka射线进行衍射，计算衍射指标 330的衍射角（ θ）值；
(f)若NH4+不因热运动而转动， H做有序分布，请讨论晶体所属 的点群。
[解]：（a）
NH4
(b)设球形NH4+和Cl-的半径分别为，由于两离子在晶胞体对角 线方向上接触，因而有：
?
????1 ?
0.31? 210 ?
10 ?10 10 ? 12
m m
????
?
? 3943kJ
?mol ?1
(b)为便于书写，在下列 Born-Haber循环中略去了各物理量的单 位—kJ?mol-1
-601.2KJ?mol-1=(146.4+737.7+1450.6+249.2-141.8-3943) KJ?mol-1+Y2
2(r
NH
? 4
? rCl ? ) ?
3a
r NH4?
?
1 2
3a ? rCl?
?
1 2
? 154 pm
3 ? 387 pm ? 181pm
(c)晶体的密度为：
D
?
ZM a3N
?
53.49g ?mol ?1 (387 ? 10?10 cm)3 ? 6.022 ? 10.23 mol ?1
? 1.53g ?cm?3
图9.5b
[9.8] 经X射线分析鉴定，某一离子晶体属于立方 晶系，其晶胞参数 a=403.1pm 。晶胞顶点位置为 Ti4+所 占，体心位置为 Ba2+所占，所有棱心位置为 O2-所占。 请据此回答或计算：
(a)用分数坐标表达诸离子在晶胞中的位置； (b)写出此晶体的化学组成； (c)指出晶体的点阵型式、结构基元和点群； (d)指出Ti4+的氧配位数和 Ba2+的氧配位数； (e)计算两种正离子的半径值 (O2-半径为140pm)； (f)检验此晶体是否符合电价规则，判断此晶体中是否 存在分离的络离子基团； (g)Ba2+和O2-联合组成哪种型式的堆积？ (h)O2-的配位情况怎样？
（f）若把 NH4+看作球形离子，则 NH4Cl晶体属于 Oh点群。若 NH4+不因热运动而转动，则不能简单地把它看作球形离子。此 时4个H原子按四面体方向有序分布在立方晶胞的体对角线上 （见图 9.5b），NH4Cl晶体不再具有 C4轴和对称中心等对称元 素，只保留了 3个I4，4个C3和6个σ。因此，其对称性降低，不 再属于Oh点群而属于Td点群。