结构化学题目1讲解

1、 TOC o 1-5 h z 结构化学基础课程考试试卷(A)-选择题(每题2分，共20分。)L对干“分子轨道”的定义,下列叙述中正确的是：0()(A)分子中电子在空间运动的波图数j(B)分子中单个电子空间运动的波隹(Q分子中单电子完全波函数(包括空间和自旋运动X原子轨道线性组合f2、在6轨道上运动的一个电子的总角动量为：()(A)o；争 渺% 3)渺.工已知，I是归一化的，下列等式中哪个是正确的：-()(A) 1 Jsin MMp = 4l0 .(3)|/2dr = l ；(C) )心网心色列: = /犯(加D) JJmsh 0101 = 4凡4、就氮原子涸嬲甲力.和甲两状态的图像，下列说谢首

2、误的是：()【原子轨道的角度分布图相同f(B)电子云图相同事(C府向分布图不同注那面图不同。5、9P电且态的能量最低的光谱支项是:()(A) R 少 (B)与丁 Q 与 r $(D)4D.r6、下面说法正确的是：()(A)分子中备类对称元素的完全集合构成分子的对称群(B)同一种分子必然同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点、群；(。分子中有Sj机则此分子必然同时存在Cj由和面；O)镜面仃4一定也是镜面入。 TOC o 1-5 h z 2,露6三硝基法酚是平面分子，存在离域41,它是：V2V J HYPERLINK l bookmark0 o Current Document (D); (E

3、)10、有一 AB4型晶体，属立方晶系，每个晶胞中有 1个A和4个B , 1个A的坐标是(1/2 , 1/2, 1/2) , 4个 B 的坐标分别是(0, 0, 0); (1/2, 1/2, 0); (1/2, 0, 1/2); (0, 1/2, 1/2), 此晶体的点阵类型是：()(A)立方P;(B)立方I;(C)立方F; (D)立方C;(E)不能确定 。二、推断空间结构(每题1.5分，共12分。)指出下列分子或离子可能形成的化学键，中心原子杂化形式，并判断分子的几何构型：(1) NO2+ (2) O3 (3) CO32 (4) MnO4- (5) XeFe(6) B3H9 (7) Ir4(

4、CO)12 (8) Mn(CO) 3(C5H5)三、简答题(每题5分，共25分)1、已知氮原子一言L试写出初本图节点的数目、位置及形状。2、Ni2+有两种配合物，磁性测定Ni(NH 3)42+为顺磁性，Ni(CN) 40为反磁性，解释原因并 推测其空间构型。3、离域大 冗键是否算分子轨道？4、CO2有四种振动方式，在红外光谱中，观察到二个强的基频吸收峰，其对应波数分别为:2349cm-1和667 cm-1，试指出这两个吸收峰各对应于哪种振动方式。5、判断下列分子所属的点群：SO3,SO32-,CH3+,CHJ,BF3四、论述题(每题8分，共24分)1、试从电子跃迁的角度举例说明物质的颜色产生的

5、本质？2、为什么O3比。2活泼？3、怎样知道液态水中仍保持一定的氢键？怎样解释水在4c时密度最大？五、计算题(共19分)1.用HMO方法处理亚甲基环丙烯 兀电子分子轨道如下：试写出久期行列式并计算电荷密 度、键级、自由价，并绘出分子图。片=。_282孰 +。12的 + 0_523+0_5*明/ =皿+27，旷工=一。514一（1工54斡 + 0% +。368 0 =皿+。311/肥甘=。=7皿科一 （L7U7*E = a4-0.506-0-749 + 0 3血痔+0302 % 鼻=a L4W1,2、CaS的晶体具有NaCl型结构，晶体的密度为 2.581g - cm-1, Ca和S的相对原子质

6、量分 别为40.08和32.06,试计算：（1）晶胞参数a；（2）计算Ca的Ka辐射（入=154.2pm）的最小可观察 Bragg角（只列出代入数据的式子）。化学化工系结构化学课程考试试卷（A）一、选择题（每题2分，共20分）1、B; 2、B; 3、C; 4、B; 5、A; 6、D; 7、E; 8、D; 9、A; 10、A二、推断空间结构（每题1.5分，共12分）（1）直线型，（T键，sp杂化；（2） V型，兀34和b键，sp2杂化；（3）平面三角型，兀46和（T键，sp2杂化；（4）四面体型，（T键，sd3杂化；（5）八面体型（变型），（T键，sp2d3杂化； TOC o 1-5 h z （

7、6） （T键，sp2杂化和氢桥键；（7） Ir-Ir金属键和（T -兀配键，金属簇形成四面体，sp2d3杂化；（8） b-兀配键，三角锥带帽，sd3杂化（三方面内容回答了其中两个给满分）。三、简答题（每题5分，共25分。）1、节点数目：n-1=1 （1.5分），位置：r=2a0 （2分），形状：球面（1.5分）。2、Ni”的价电子组态为3d8, Ni（NH 3闻2+为四面体构型，NH3为弱场配体，其中心离子电子 排布为：eg4, t2g4 （图略），其中有两个未成对电子，离子呈顺磁性（2分）。而Ni（CN） 42+为平面四方形结构，CN为强场配体，其中心离子电子排布（dxz）2, （dyz）2

8、,（dz2）2, （dxy）2 （图略），其中没有未成对电子，离子呈反磁性（2分）。由于没有未成对电子，因此离子呈反磁性（1分）。3、离域大兀键实际上是HOMO法处理共轲分子结果的一种简略的表示，兀mn并不是一个分子轨道（3分）。因为一个分子轨道上只能填充两个电子，兀mn是一些占据电子的离域 兀型分子轨道的简化的综合表示（2分）。4、对称的伸缩振动，为非红外活性（1分）。不对称的伸缩振动，为 2349 cm-1 （2分），弯曲 振动为667 cm-1 （2分）。5、SO3： D3h, SO32-: C3v, CH3+： D3h, CH3-: C3v, BF3： D3h （每题 1 分） 四、论

9、述题（每题8分，共24分）1、（1） d-d跃迁:一些d电子层尚未充满的过渡元素在水溶液或者氨性溶液中呈现颜色， 主要就是由d-d跃迁造成的。Cu（NH3）42+显蓝色，Ni（H 2O）42+显绿色（3分）（2）荷移跃迁（CT）:荷移跃迁又称为电荷转移。也是电子跃迁的一种形式。在某些 化合物中，配位体的空轨道能量较中心离子空轨道的能量要高，当受到外界能量作用时， 该化合物中配位体上的电子就可能跃迁至中心离子中邻近的空轨道上去。因为电子从一个 原子转移到另一个原子，这种跃迁形式故称为荷移跃迁。一些具有d10电子结构的过渡元素形成的卤化物及硫化物具有颜色就是这类跃迁引起的。例如，AgBr显浅黄色，

10、CdS、PbI2、Sb2s3及AS2S3显黄色，HgS显红色等。（2分）（3）兀-兀？跃迁：有机化合物的显色主要是由兀-兀？跃迁引起的。，一般要形成共轲大 兀键,在兀与兀*之间的跃迁所吸收的能量在可见光范围。甲基橙等指示剂。（3分）2、比较一下O3与O2的键级即可。O3的中心氧原子以sp2杂化成键，剩余的Pz轨道与两端氧 原子的Pz轨道平行，用HOM法处理（与烯丙基完全相同），得到1个成键、1个反键、1个非 键兀型分子轨道，4个电子有两个填充在非键的轨道上， 两个成键兀的电子在两个O-键之间 分摊，因此每个O-O键之间的兀键级为0.5,包括b键级为1.5,比O2的键级小（键级为2）, 这就必然

11、导致有较小的键能 （O3为200kJ/mol, O2为498kJ/mol）和较大的活泼性。3、从能量角度看，冰的升华热大大的大于熔化热（1分），冰中水分子间的结合力大部分是氢键，冰熔化后结合力依然存在。冰中水按四面体排列，具有空旷的排列整齐的低密度结构，变成水后，氢键部分破坏，密度增加（2分）。另一方面温度升高热膨胀又使密度降低，两种相反的因素导致水在4c时有最大密度（2分）。五、计篁题（列出电荷密度、键级和自由价计算式给一半分）03= =:黑般黑=1 857x1产6,a =(L857*10产 =5 705x100.1最小可观察的衍射为111% = 2为+1) =5705照/收=3294”15

12、4 2 =sm-1(2/2t0 二.% 钠/(=13j54- TOC o 1-5 h z 结构化学基础课程考试试卷(B)一.选择题(每题2分，共2粉。)1、下列分子的键长次序正确的是：()(A) 0F- OF OF*, (B) OF 0F OF-, (C) OFS OF OF-; (D) OF- 0FS OF。2、在ns轨道上运动的一个电子的总角动量为：()(A)03 (B)T*A； (C)ifcAS(d)1aA.3、若以咛由为犍轴，下列何种轨道能与p、轨道最大重蕊？()(A)s (B)%,(C)p (DJd 4、就氮原子波国数和外两状态的图像，下列说法错误的是:原子轨道的角度分布图相同3电子

13、云图相同J*主向分布图不同/侨面图不同。试问钠原产生下5、钠原子的基组态是3s1,激发组态为ns1(n4), np1(n3), nd1(n3),列哪条谱线？()(A)203/2 一 2&/2 ；(B)2P2 一 咕？；(C)2P3/2一？S2；(D)1 P1-1 So6、对于氢原子的ns态，下列哪个是正确的：(A)J M1* =加 Wd;(B) J 期%=4=依金 J 时*; (D)RV =，皿37、下面说法正确的是：()(A)如构成分子的备类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B)分子中若有C：又有。则必有口(Q凡是平面型分子必然属于q群(D)在任何情况下，密=云 TOC o 1-5

14、h z 8,下列络合物的几何构型哪一个偏离正八面体最大？()(A)六水合撼口 )j (B)六水合钻II ” (六鼠合铁皿”)六氟合银5 b (E)六氟含铁(HI)。9、单核皴基络合物F4C0的立体构型为：()(A)三角双锥(B)四面体(。正方形 )八面体E三角形10、有一 AB4型晶体，属立方晶系，每个晶胞中有 1个A和4个B , 1个A的坐标是(1/2 , 1/2, 1/2) , 4个 B 的坐标分别是(0, 0, 0); (1/2, 1/2, 0); (1/2, 0, 1/2); (0, 1/2, 1/2), 此晶体的点阵类型是：()(A)立方P;(B)立方I;(C)立方F; (D)立方C

15、;(E)不能确定 。二、推断空间结构(每题1.5分，共12分。)指出下列分子或离子可能形成的化学键，中心原子杂化形式，并判断分子的几何构型：(1) CS2 (2) NO3- (3) CO3-2 (4) SiF5- (5) XeF6(6) B3H9 (7) Ir4(CO)12 (8) Mn(CO) 3(C5H5)三、简答题(每题5分，共25分)1、“相似相溶”原理中相似是指什么内容？2、已知Ni(CN) 4广是反磁性的，试用晶体场理论推测配位离子的几何构型。3、试用前线轨道理论讨论下面的反应是否可以进行：C2+ H 2 HCHC心给出下例吩子的大冗键类型4r（a）CH=C C=H （b）如=0（

16、COO/B珥nYN% 口=%5、已知络合物MBn的中心原子M是d4p3杂化，该分子有多少种异构体？这些异构体各属什么点群？ 四、论述题（每题8分，共“分）K物质为什么肯降生颜色？（请从电子跃迁的角度举例说明。）2、杂化轨道的理论根据是什么？以卬）杂化为例j举例说明杂化轨道3个原则，K举例说明什么是配位水、骨架水、结构水和结晶水.为什么藻化物和磷化物一般不存在结晶水？五、计算题（共19分）1、用HMO法处理环丁二烯：（1）求出能级；（2）求出大口履键能和离域能；（3）讨论分子的稳定性及磁性。2、Cu3Zn固溶体是面心立方结构， 晶体密度为 8.5 g - cm-3,相对原子质量分别为：Cu 63

17、.5 ,Zn 65.4。试求晶胞参数 a及统计原子的半径。化学化工系结构化学课程考试试卷（B）一、选择题（每题2分，共20分）1、A; 2、B; 3、B; 4、B; 5、C; 6、D; 7、B; 8、A; 9、A; 10、A;二、推断空间结构（每题1.5分，共12分）直线型，（T键，sp杂化；（2）三角型，兀34和。键，sp2杂化；（3）平面三角型，兀46 和d键，sp2杂化；（4）四方锥体，d键，sd3d杂化；（5）八面体型（变型），（T键，sp2d3 杂化；（6）; （7） Ir-Ir金属键和（r -兀配键，金属簇形成四面体， sp2d3杂化；（8） （r -兀配 键，三角车B带帽，sd3

18、杂化。三、简答题（每题5分，共25分。）1、指结构相似（3分），包括两方面：（a）分子间结合力形式（1分）；（b）相对大小和电价（1 分）。2、有两种可能构型：（a）平面正方形 XdyzdxzdzzrSxyd11*）0 （1 分）；（b）四面体：陶4的）4 （1 分），前者电子全部配对，20;后者有二个未成对电子，NW 0。所以为平面正方形（3分）。3、C2的HOMO（1咐与H2的LUMO（ 5；）对称性不匹配（2.5分）。H2的HOMO（仃与C2的 LUMO（2 q）对称性不匹配，此反应不能进行（2.5分）。4、（a）Hx44 Hy44；（功口88；口9； 口/；。5、有2种异构体；其一属于

19、 C2v （2.5分），另一属于D4h （2.5分）。四、论述题（每题8分，共24分）1、（1） d-d跃迁:一些d电子层尚未充满的过渡元素在水溶液或者氨性溶液中呈现颜色， 主要就是由d-d跃迁造成的。Cu（NH 3）4广显蓝色，Ni（H 2O）42+显绿色（3分）（2）荷移跃迁（CT）:荷移跃迁又称为电荷转移。也是电子跃迁的一种形式。在某些化合物中，配位体的空轨道能量较中心离子空轨道的能量要高，当受到外界能量作用时，该化合物中配位体上的电子就可能跃迁至中心离子中邻近的空轨道上去。因为电子从一个原子转移到另一个原子，这种跃迁形式故称为荷移跃迁。一些具有d10电子结构的过渡元素形成的卤化物及硫化物具有颜色就是这类跃迁引起的。例如，AgBr显浅黄色，CdS、PbLSb2s3及AS2S3显黄色，HgS显红色等（2分）。（3）兀-兀？跃迁：有机化合物的显色主要是由兀-兀？跃迁引起的，一般要形成共轲大 兀键,在兀与兀*之间的跃迁所吸收的能量在可见光范围。甲基橙等指示剂（ M）。2