结构化学自测

1、第一章量子力学基础和原子结构一、选择题 1.波长为662.6pm的光子和自由电子，光子的能量与自由电子的动能比为何值？DA. 1000000:3663B. 273:1C. 1:CD. 546:12.下列条件不是品优函数的必备条件的是（ ）CA. 连续B. 单值C. 归一D. 有限或平方可积3.粒子处于定态意味着（ ）CA. 粒子处于概率最大的状态B. 粒子处于势能为0的状态C. 粒子的力学平均值及概率密度分布都与时间无关的状态D. 粒子处于静止状态4.由一维势箱的Schrodinger方程求解结果所得的量子数n，下面论述正确的是（ ）AA. 可取任一正整数B. 与势箱宽度一起决定节点数C. 能

2、量与n的平方成正比D. 对应于可能的简并态5.对氢原子和类氢离子的量子数L，下列叙述不正确的是（ ）BA. L的取值规定了m的取值范围B. 它的取值与体系能量大小有关C. 它的最大可能取值有解R方程决定D. 它的取值决定了角动量的大小6.求解氢原子Schrodinger方程，我们常采用下列哪些近似：核固定；以电子质量代替折合质量；变数分离；球极作标BA. B. C. D. 7.氦离子的一个电子处于总节面数为3的d态，问该电子的能量应为（-R）CA. 1B. 1/9C. 1/4D. 1/16二、填空题1.如果算符对任意两个品优波函数和的作用满足下列关系 则称算符为厄米算符。厄米算符的本征值一定是

3、 数，其属于不同本征值得本征函数一定 。实数相互正交2.的物理意义为： 。的物理意义为： 。在某一时刻，粒子出现在空间某点（x,y,z）附近的微体积元内的几率分布。在某一时刻，粒子出现在空间某点（x,y,z）附近的几率密度分布。第二章共价键理论和分子结构一、选择题1.通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：（ ）CA. 等于真实体系基态能量B. 大于真实体系基态能量C. 不小于真实体系基态能量D. 小于真实体系基态能量2. 氢分子离子的哈密顿算符时，已采用的下 列处理手段是：（ ）ACA. 单电子近似B. 定核近似C. 原子单位D. 中心力场近似3. 线性变分法处理中得到、Sab积分，对它们的

4、取值，下列 论述有错的是：（ ）DA. S取值在0-1之间B. 的值近似为H的1s能量 C. 为负值D. S随R增大而增大4. 线性变分法处理过程中，认为Hab=Hba依据的性质是：（ ）DA. 电子的不可分辨性B. 二核等同性C. 、的归一性D. 的厄米性5.下列对分子轨道概念叙述正确的是：（ ）BA. 描述单个电子在空间运动的状态函数B. 分子中单个电子在空间运动的状态函数C. 由同种原子轨道线性组合而成的新轨道D. 分子中电子在空间运动的状态函数6.用MO理论判断OF，OF-，OF+的磁距大小次序正确的是：（ ）DA. OF>OF->OF+B. OF>OF+>OF

5、-C. OF->OF>OF+D. OF+>OF>OF-7.下列分子可能具有单电子键的是：（ ）CA. N2+B. C2-C. B2+D. O2-8. 下列分子中磁距最大的是：（ ）DA. Li2B. C2C. C2+D. B29.对于极性双原子分子AB，如果分子轨道中的一个电子有90的时间在A的原子轨道a上，10%的时间在B的原子轨道b上，描述该分子轨道归一化的形式为：（ ）CA. =0.9a+0.1bB. =0.1a+0.9bC. =0.949a+0.316bD. =0.994a+0.11b10.下列氯化物中，氯的活泼性最差的是：（ ）AA. C6H5ClB. C2H

6、5ClC. CH2=CHClD. C6H5CH2Cl11.已知苯胺的分子图如右所示，问亲核试剂反应概率最大的位置是：（ ）BA. N位B. 间位C. 对位D. 邻位二、简答题1、何谓成键三原则？在选择原子轨道（AO）线性组合成分子轨道（MO）时，参与成键的AO要满足: 能量相近原则 最大重叠原则 对称性匹配原则，这就是成键三原则。2.O2+的键长比O2短的原因？三、问答题1.写出氢原子在球极坐标下的Schr?dinger方程。2.用变量分离法将其分离为R方程，方程和方程。第三章络合物结构与配位场理论一、选择题1.下列配位化合物高自旋的是：（ ）BA. Co(NH3)63+B. Co(NH3)6

7、2+C. Co(NO2)63-D. Co(CN)64-2. 下列配合物磁矩最大的是：（ ）AA. FeF63-B. Mn(CN)63-C. Ni(H2O)2+D. Co(NH3)63+3. 判断下列配位化合物的稳定化能大小的次序（ ）(1)CoF64- (2) NiF64- (3)FeF63-DA. (1)(2)(3)B. (1)(2)(3)C. (1)(2)(3)D. (2)(1)(3)4. 下列配合物中几何构型偏离正八面体最大的是（ ）AA. Cu(H2O)62+B. Co(H2O)62+C. Fe(CN)63-D. Ni(CN)64-5.Co2+，Ni2+，Mn2+水合离子半径大小次序是

8、（ ）CA. Co2+Ni2+Mn2+B. Co2+Ni2+Mn2+C. Ni2+Co2+Mn2+D. Co2+Mn2+Ni2+6.已知配合物ML63+中，M为d6，f=1，g=20000cm-1，P=25000cm-1，则LFSE的值等于多少（cm-1)：（ ）DA. 32000B. 48000C. 10000D. 80007.CN-是强场配体，值特别大，按分子轨道理论，其原因是它具有什么轨道可形成反馈键？（ ）BA. 低能量空轨道B. 高能量的空的*C. 高能量的占有轨道D. 低能量的占有轨道8. Ni和CO可形成羰基配合物Ni(CO)n，其中n是（ ）CA. 6B. 3C. 4D. 59

9、.Cr与CO形成羰基配合物所属的点群是（ ）CA. D3hB. TdC. OhD. D6h10.若忽略电子相互作用，d2组态在正八面体中简并度为（ ）CA. 1B. 2C. 3D. 4二、简答题1.解释为什么大多数Zn2+的配合物都是无色的。2.解释为什么在水溶液中八面体配位的Mn3+不稳定，而八面体配位的Cr3+却稳定。1解：Zn2+的3d轨道已充满电子，它通常以Sp3杂化轨道形成配键，无d-d能级跃迁。因此，其络合物一般都是无色的。2解：水是弱场配体，故Mn(H2O)3+6为高自旋配位离子（P28000cm-1，021000cm-1）， 其d电子排布为(t2g)3(e*g)1，场稳定化能为

10、-0.60。处在e*g轨道上的电子易失去， 失去后配位场稳定化能增大到-1.20。这就是Mn(H2O)3+6不稳定的原因。另外，他还容易发生Jahn-Teller变形。Cr(H2O)3+6中电子的排布为(t2g)3(e*g)1。配位场稳定化能为-1.20。反键轨道上无电子是Cr(H2O)3+6较稳定的原因。该配合离子不发生Jahn-Teller变形。 第四章晶体结构典型例题1.已知KBr晶体中正负离子半径分别为1.33A和1.95A，(1)KBr属什么结构型式？（2）KBr晶胞的边长理论值应为多少？何谓成键三原则？2.（1）已知MgO晶体属于立方晶系，Mg2+的离子半径1.40A O2-离子半

11、径0.65A，试推测MgO晶体的结构形式。（2）已知NaCl 、CsCl 、立方ZnS的马德隆常数分别为1.7476、1.7627、1.6318，He、Ne、Ar的波恩指数分别为5、7、9，求晶体的点阵能。3.由x射线结构分析，Na具有立方体心结构，a429pm，求R，Na的密度。1解： 正负离子配位数比为：6：6，属NaCl型 NaCl型属立方面心点阵结构，则该离子晶体的晶胞边长2解：（1） 落在0.4140.732区间MgO晶体的结构型式为NaCl型（2） 3解： 晶胞中分摊到的结构基元（Na原子）数：n=(1/8)*8+1=2 习题讲解一、单项选择题1根据测不准原理，微观粒子的运动- (

12、 ) (A) 不能确定坐标(C) 不能有确定的能量 (B) 不能有确定的动量(D) 不能同时确定坐标和动量 测不准原理： 海森保指出： 具有波粒二象性的微观离子（如电子、 中子、 质子等），不能同时具有确定的坐标和动量，它们遵循“测不准关系”：（y、z方向上的分量也有同样关系式）选D2下列函数哪些在其定义域内是品优波函数？- ( ) (A) (B) (C) (D) 品优函数的必备条件：波函数必须是连续的。因为粒子在空间各处出现的几率是连续变化的，故要求必须是坐标的连续函数。必须是单值的。因为|2表示几率密度，实物微粒在d内出现几率|2d因该只有一个值。必须是有限的。若是无限的,则|2是无限的，

13、那么与全空间内找到的粒子几率为1不符。有限即他们的平方的积分是一个常数。A不满足单值B满足条件：C是无限的 D不满足连续选B3下列函数哪些是的本征函数：- ( ) (A) (B) 1(C) (D) 算符的本征函数和本征值：假设每一个力学量对应一个线性厄米算符，若满足：（为常数） 本征方程则称为的本征函数，称为的本征值A、 是B、 不是C、 不是D、 是选AD4下列八面体络合物的电子结构中哪个将发生较大的畸变？ ( ) (A) (t2g)5(eg)2 (B) (t2g)3(eg)2 (C) (t2g)4(eg)2 (D) (t2g)6(eg)3若高能级的eg轨道上有简并态，则发生大畸变；若较低能

14、级的t2g轨道上有简并态，则发生小畸变。(B) (t2g)3(eg)2ABC的eg同，而 (D) (t2g)6(eg)3，它的eg轨道上有两种电子排布方式，存在简并态，会发生大畸变。选D5若一粒子在一立方箱中，则在的能量范围内，有多少个能级，多少个状态？- ( ) (A) 1，1 (B) 2，4 (C) 3，7 (D) 4，10 (E) 5，11 据立方箱内的能级表达式，有，其中nx、ny、nz为正整数满足条件的取值有： 有11组解，共有5个能级，11个态。选E 6配位体CN-，NH3，X-在络离子光谱化学序列中的顺序是：( ) (A) X-CN-NH3(B) CN-NH3X-(C) X-NH

15、3CN-光谱化学序列：选C 7CO与过渡金属形成羰基络合物时，CO键会： ( ) (A) 不变(B) 加强(C) 削弱(D) 断裂在羰基配合物中，形成了电子授受键，它的形成是同时进行相互促进的协同效应。 由于-键的形成，产生两种明显的效应：一是加强了中央金属与配位体的结合，（因为ML之间双重成键，使络合物更趋稳定）；二是削弱了配位体内部的结合。因为：CO中成键5电子进入了中央金属的型轨道， 使CO成键电子数减少了；反馈键形成，中心金属电子进入CO空的反键轨道，使CO反键电子数增多，于是，削弱了CO键强度。选C8不属于p1d1电子组态的光谱项有：- ( ) (A) 3S(B) 3P(C) 3D(

16、D) 3F光谱项：2S+1L p1d1当L取值0，1，2，3时，对应表示符号为S，P，D，F S0时，L取1，2，3，对应光谱项分别为：1P，1D，1FS1时，L取1，2，3，对应光谱项分别为：3P，3D，3F选A9原子轨道的定义为：- ( C ) (A) 原子在空间的运动的轨道(B) 原子中核电子在空间的运动轨道 (C) 原子中单电子波函数(D) 原子中各个电子波函数的乘积 10对氢原子和类氢原子的角量子数，下列叙述不正确的是（ ） (A) 的取值规定了m的取值范围 (B) 它的取值与体系能量大小有关 (C) 它的最大值由解R方程决定 (D) 它的取值决定了 （1）量子数的取值： 决定m取值

17、的是方程，由于波函数数的单值条件决定的解方程时，为了得到收敛的解，要求>=|m|解R方程时，为了得到收敛的解，要求能量En=-Z2R/n2，且，n>=+1（2）物理意义 n决定单电子原子中能量的大小 决定简并度 决定总节面数为个（径向和角度）角量子数（）决定轨道角动量的大小（即轨道形状）spdf决定轨道磁矩， 决定角向节面为L个磁量子数m（在空间的取向）决定轨道角动量在z轴方向上的分量的大小 决定轨道磁矩在z轴方向上的分量， 决定因子节面为m个自旋量子数s自旋磁量子数： 自旋量子数s和自旋磁量子数ms分别决定电子自旋角动量绝对值的大小|Ms|和自旋角动量在磁场方向的分量Msz： s

18、的数值只能取1/2，而ms的数值可取+1/2或-1/2 。选B11下列配位化合物高自旋的是： A.Co(NH3)63+ B. Co(NH3)62+ C.Co(NO2)63- D. Co(CN)64-分裂能0：配合物中，一个电子由低能量的d轨道跃迁到高能量的d轨道所需的能量电子成对能P：使自旋平行分占两个轨道的电子挤到同一轨道上去时增加的能量。对于八面体场：NO2， CN-是强场配位体，形成的配合物是低自旋的NH3是中间场配位体,一般而言第一过渡金属的2，3价都为高自旋，只有Co3+例外，是低自旋，选BCo(NH3)62+是高自旋二、填空题1变分原理是指：（对于任何一个合格波函数，得到的体系的能

19、量E不小于体系真实的最低能量E0，即：）2氢分子离子的薛定谔方程为 3在共轭分子的碳骨架上，把 电荷密度 、 键级 、 自由价 这些休克尔特征量表示出来，则构成分子图。4的物理意义为： 电子在空间某点（x，y，z）附近的微小体积元d内出现的几率。 5如果算符对任意两个波函数和的作用满足下列关系 ， 则称算符为厄米算符。厄米算符的本征值一定是实数，其属于不同本征值得本征函数一定 相互正交 。6. 保里不相容原理：原子轨道是原子中的单电子函数，每个原子轨道只能容纳 两个自旋平行且相反的 电子。7. 点阵是指 一组无限的点，连结其中任意两点的向量进行平移，当向量的一端落在任意一点阵点上时，另一端也必

20、然落在点阵点上。 8轨道近似成单电子近似假设，原子中的每个电子都在原子核的 静电 场及其它电子的 有效平均 场中不停的 “独立”运动着 。 三、简答题1用18电子规则来解释下列物质的稳定性：(1) Cr(CO)6(2) Mn(CO)5(3) Fe(CO)5 （1）18电子。（Cr价电子6个，6个CO中有12e-），稳定。（2）17电子。（Mn价电子7个，5个CO中有10e-），不稳定，生成稳定的Mn2(CO)10 。（3）18电子。（Fe价电子8个，5个CO中有10e-），稳定。四、计算题1试求一围势箱中的粒子（1）动量的平均值（2）在箱子的左端区域内找到粒子的几率 （1） （2） 2用HMO法求三亚甲基自由基C(CH2)3的电子能级、离域能与波函数。