高中化学竞赛结构化学 第四章 分子的对称性习题

.@:第6页1.以下哪种对称操作是真操作〔B〕A．反映B．旋转C．反演2.以下哪种分子与立方烷具有完全一样的对称性：〔C〕C60B．金刚烷C．SF63.设想从乙烷分子的重叠构象出发,经过非重叠非穿插构象,最后变为穿插构象.点群的变化是：〔B〕A.D3→D3h→D3dB.D3h→D3→D3dC.C3h→C3→C3V4.S在室温下稳定存在的形式为正交硫,其中的分子是S8环,分子点群为〔B〕C4vB.D4dC.D8h5.对s、p、d、f原子轨道分别进展反演操作，可以看出它们的对称性分别是〔B〕A．u,g,u,g B.g,u,g,u C.g,g,g,g6.CH4分子中具有映轴S4〔B〕A．但旋转轴C4和与之垂直的镜面都不独立存在B．旋转轴C4和与之垂直的镜面也都独立存在C．旋转轴C4也存在，而与之垂直的镜面不存在7.对映异构体的旋光大小相等、方向相反〔B〕A.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为右旋体和左旋体，记作〔+〕和〔-〕B.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为左旋体和右旋体，记作〔-〕和〔+〕C.对映异构体的等量混合物称为内消旋体，用〔±〕标记.8.CH4分子中具有映轴S4〔A〕A．但旋转轴C4和与之垂直的镜面都不独立存在B．旋转轴C4和与之垂直的镜面也都独立存在C．旋转轴C4也存在，而与之垂直的镜面不存在9.对映异构体的旋光大小相等、方向相反〔A〕A.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为右旋体和左旋体，记作〔+〕和〔-〕B.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为左旋体和右旋体，记作〔-〕和〔+〕C.对映异构体的等量混合物称为内消旋体，用〔±〕标记.10.丙二烯分子属于D2d点群.由此推测〔C〕A.分子中只有σ键B.分子中有一个大π键Π33C.分子中有两个互相垂直的小π键11.己三烯电环化反响,在加热条件下保持什么对称性不变？〔B〕A．C2 B.m C.m和C2 12.旋光性分子的对映异构体可用R与S区分,分别取自拉丁词右和左的首字母；旋光方向用〔+〕与〔-〕区分,分别代表右旋和左旋〔C〕A．R型分子的旋光方向必定是〔+〕，S型分子必定是〔-〕B．R型分子的旋光方向必定是〔-〕，S型分子必定是〔+〕C．一般地说，由R、S构型不能断定分子的旋光方向13.一个分子的分子点群是指：〔A〕A．全部对称操作的集合B．全部对称元素的集合C．全部实对称操作的集合14.对于CO2和H2O，以下哪种说法是正确的：〔A〕A.CO2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而H2O那么否B.SO2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而H2O那么否C.它们都属于C2v点群15.群中的某些元素假设可以通过相似变换联络起来，它们就共同组成〔A〕A.一个类B.一个子群C.一个不可约表示16.对一个可约表示进展约化得到几个不可约表示。那么二者的关系是〔A〕A.直和B.直积C.无关丙二烯属于D2d点群，说明它有〔B〕〔A〕两个小π键〔B〕一个〔C〕两个二简答题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。答案1.CO:C∞,∞个σv

;

CO2:C∞,∞个C2,∞个σv,σh.2.分别写出顺式和反式丁二稀分子的对称元素。2.顺丁二烯:C2,σv,σv/;

反丁二烯:C2,σh,I指出以下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3.〔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"C5v

H2O属C2v点群，有4个对称元素：E、C2、、，试写出C2v点群的乘法表。4C2vEC2σvσv'EEC2σvσv'C2C2Eσv'σvσvσvσv'EC2σv'σv'σvC2E5.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。5.E,{C31,C32},{C2,C2',C2〞},σh,{S31,S32},{σv,σv',σv〞}

二氯乙烯属C2h点群，有4个对称元素：E、C2、、i，试造出C2h点群的乘法表。

6.C2hEC2σhiEEC2σhiC2C2EiσhσhσhiEC2iiσhC2E判断以下分子所属的点群：苯、对二氯苯、间二氯苯、氯苯、萘。7.苯D6h;对二氯苯D2h;间二氯苯C2v;氯苯C2v;萘D2h指出以下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。

8.SO2C2v,P4Td,PCl5D3h,

S6〔椅式〕D3d，S8D4d,

Cl2D∞h指出以下有机分子所属的对称点群：

①

②

③

④

⑤9.①D2h②C2v③D3h④C2v⑤D2h10.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？10.CoCl4F23+分子有2种异构体,对二氟异构体为D4h,邻二氟异构体为C2v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？

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧11.①Cs②C2v③Cs④C4v⑤D2h⑥C2v⑦Ci⑧C2h12找出以下分子对称性最高的点群及其可能的子群：

①C60

②二茂铁〔交织型〕

③甲烷12.〔1〕C60Ih子群:D5d,D5,C5v,C5,

D3h,D3,C3v,C3等.

〔2〕二茂铁D5d,子群D5,C5v等.

〔3〕甲烷Td,子群C3v,C3,D2d,D2等.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〕13.①C3O2直线形D∞h②双氧水C2③NH2NH2

鞍马型C2V

④F2OV形C2v⑤NCCN线形D∞h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〕14.8.7〔邻〕,5.0×10-30C﹒m〔间〕,0〔对〕指出以下分子所属的点群，并判断其有无偶极矩、旋光性

①

②

IF5

③

环己烷〔船式和椅式〕

④

SO42－〔四面体〕

⑤

〔平面〕

⑥

⑦

XeOF4〔四方锥〕

⑧

15.①~⑧均无旋光性;①、③船式、⑦、⑧有偶极矩,其余无。C6H5Cl和C6H5NO2偶极矩分别为1.55D和3.95D,试计算以下化合物的偶极矩:

〔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16.〔1〕2.68D,〔2〕3.95D,〔3〕

2.40D,

〔4〕3.45D,〔5〕0.17立方烷C8H8为立方体构型，假设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。17.C8H6Cl2二氯原子可有邻、间、对3种关系，分别对应C2v，C2v，D3d对称性

C8H5Cl3三氯原子也有3种排列方式,

分别属于C3v,Cs,Cs点群.18以下分子具有偶极矩，而不属于Cnv群的是

①H2O2

②NH3

③CH2Cl2

④H2C=CH218.H2O219由以下分子的偶极矩数据，推测分子的立体构型及所属的点群⑴CS2μ=0⑷N2Oμ=0.166D⑵SO2μ=1.62D⑸O2N－NO2μ=0⑶PCl5μ=0⑹H2N－NH2μ=1.84D19.〔1〕CS2:直线形,D∞h;〔2〕SO2:V形,C2v;

〔3〕PCl5:三角双锥,D3h;〔4〕N2OC¥v

〔5〕O2N-NO2:平面形,D2h;

〔6〕NH2-NH2,锥形,C2v.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20.〔1〕有极性及旋光性:乳酸