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1、结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 双原子分子结构 一、填空题(在题中空格处填上正确答案)3101、描述分子中 _ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。3102、在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子,在 A 原子的A原子轨道上出现的概率为 80%,B 原子的B原子轨道上出现的概率为 20%,则该分子轨道波函数 。3103、设A与B分别就是两个不同原子 A 与 B 的原子轨道,其对应的原子轨道能量为EA与 EB,如果两者满足_,_,_ 原则可线性组合成分子轨道 =cAA+cBB。对于成键轨道,如果 EA_ EB,则 cA_ cB。(注:后二个空只需填=,或 等比较符号)3104、试以
2、 z 轴为键轴,说明下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道,若可能,则填写就是什么类型的分子轨道。2dz-2dz dyz-dyz dxz-dxz dxy-dxy 3105、判断下列轨道间沿 z 轴方向能否成键。如能成键,则在相应位置上填上分子轨道的名称。px pz dxy dxz px pz dxy dxz 3106、AB 为异核双原子分子,若Ayzd与Byp可形成 型分子轨道,那么分子的键轴为_轴。3107、若双原子分子 AB 的键轴就是 z 轴,则A的 dyz 与B的 py可形成_型分子轨道。3108、以 z 轴为键轴,按对称性匹配原则,下列原子轨道对间能否组成分子轨道？若能,写出就是什
3、么类型分子轨道,若不能,写出不能,空白者按未答处理。结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 s,2dz dxy,dxy dyz,dyz dyz,dxz s,dxy 3109、CO 分子价层基组态电子排布为_,_,磁性_。3110、在 z 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数 l2 的 原子轨道就是 _,形成的分子轨道就是_轨道。3111、在 x 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数 l2 的原子轨道就是 _ _。3112、用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价层的电子组态:N2:_,O2:_。3113、O2的分子轨道的电子组态(基态),磁性 。C2的分子轨道的电子组态(基态),磁性 。31
4、14、C2+的分子轨道为_,键级_;HCl 的分子轨道为_,键级_。3115、按照简单分子轨道理论:(1)HF 分子基组态电子排布为_,键级_,磁性_。(2)O2-离子基组态电子排布为_,键级_,磁性_。3116、Cl2分子的 HOMO 就是_,LUMO 就是_。3117、CN-的价电子组态 ,键级 。3118、OF,OF+,OF-三个分子中,键级顺序为_。3119、比较下列各对分子与离子的键能大小:N2,N2+()O2,O2+()OF,OF-()CF,CF+()Cl2,Cl2+()3120、HBr 分子基态价层轨道上的电子排布就是 _。3121、下列分子中,键能比其正离子的键能小的就是_。键
5、能比其负离子的键能小的就是_。的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 O2,NO,CN,C2,F2 3122、O2 的键能比 O2+的键能 _。3123、分子光谱就是由分子的 _ 能级跃迁产生的。其中,远红外或微波谱就是由 _ 能级跃迁产生的;近红外与中红外光谱带就是由 _ 能级跃迁产生的;紫
6、外可见光谱带就是由 _ 能级跃迁产生的。3124、CO2有_ 种简正振动,_种简正振动频率,_种红外活性的正振动频率。3125、在讨论分子光谱时,Franck-Condon 原理就是指 _。3126、轨道就是指具有_特点的轨道;轨道就是指具有_特点的轨道;轨道就是指具有_特点的轨道。3127、成 键 轨 道 的 定 义 就 是 _;反 键 轨 道 的 定 义 就 是_;非键轨道的定义就是_。3128;s-s 轨 道 重 叠 形 成 _ 键;px-px轨 道 迎 头 重 叠 形 成_键;px-px轨道并肩重叠形成_键;dxy-dxy 轨道沿 x 轴或 y 轴重叠形成_键;dxy-dxy 轨道沿
7、z 轴重叠形成_键。3129、质量为 m、力常数为 k 的简谐振子的能级公式为_。3130、质量分别为 m1与 m2、核间距为 r 的双原子分子的转动能就是_。3131、水分子有_种简正振动,_种简正振动频率,_种红外活性的简正振动频率。3132、写出下列分子基态的价电子组态与键级:(1)N2+;(2)CN-;(3)O2+。3133、根据同核双原子分子的电子组态,写出2O及其离子2O,2O,22O的键级。,。二、选择题(从给出的答案中选择正确的答案,填在后面的括号内)3201、H2+的H=212-ar1-br1+R1,此种形式已采用了下列哪几种方法:-()(A)波恩-奥本海默近似 (B)单电子
8、近似 (C)原子单位制 (D)中心力场近似 3202、通过变分法计算得到的微观体系的能量总就是:-()的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 (A)等于真实基态能量 (B)大于真实基态能量 (C)不小于真实基态能量 (D)小于真实基态能量 3203、对于分子轨道的定义,下列叙述中正确的就是:-
9、()(A)分子中电子在空间运动的波函数 (B)分子中单个电子空间运动的波函数 (C)分子中单电子完全波函数(包括空间运动与自旋运动)(D)原子轨道线性组合成的新轨道 3204、在 LCAO-MO 方法中,各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定:-()(A)组合系数 cij (B)(cij)2 (C)(cij)1/2 (D)(cij)-1/2 3205、两个原子的 dyz 轨道以 x 轴为键轴时,形成的分子轨道为-()(A)轨道 (B)轨道 (C)轨道 (D)-轨道 3206、若以 x 轴为键轴,下列何种轨道能与 py轨道最大重叠？-()(A)s (B)dxy (C)pz (D)dxz 3207
10、、下列分子或离子净成键电子数为 1 的就是:-()(A)He2+(B)Be2 (C)B2+(D)2N+(E)Li2 3208、下列分子中哪一个顺磁性最大:-()(A)N2+(B)Li2 (C)B2 (D)C2 (E)O2-3209、下列分子的键长次序正确的就是:-()(A)OF-OF OF+(B)OF OF-OF+(C)OF+OF OF-(D)OF-OF+OF 3210、用紫外光照射某双原子分子,使该分子电离出一个电子。如果电子电离后该分子的核间距变短了,则表明该电子就是:-()(A)从成键 MO 上电离出的 (B)从非键 MO 上电离出的 (C)从反键 MO 上电离出的 (D)不能断定就是从
11、哪个轨道上电离出的 3211、H2 分子的基态波函数就是:-()(A)单重态 (B)三重态 (C)二重态 (D)多重态 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3212、一个分子的能级决定于分子中电子的运动、原子骨架的平动、振动与转动,将四部分运动的能级间隔分别记为 Ee,Et,Ev 与 Er
12、。一般而言,它们的相对大小次序就是:-()(A)Ee Et Ev Er (B)Er Ev Et Ee (C)Et Ee Ev Er (D)Ee Ev Er Et 3213、谐振子的零点振动能就是:-()(A)0 (B)21 h (C)h (D)23 h 3214、用刚性模型处理双原子分子转动光谱,下列结论不正确的就是:-()(A)相邻转动能级差为 2B(J+1)(B)相邻谱线间距都为 2B (C)第一条谱线频率为 2B (D)选律为 J=1 3215、下列分子中有纯转动光谱的就是:-()(A)O2 (B)(C)H2 (D)HCl 3216、双原子分子的振转光谱,P 支的选律就是:-()(A)J
13、=+1 (B)J=-1 (C)J=1 (D)都不对 3217、对溴化氢分子在远红外区测定吸收光谱,得到一系列间距为 16、94 cm-1的谱线。这种吸收光谱产生于:-()(A)HBr 的转动能级跃迁 (B)HBr 的振动能级跃迁 (C)HBr 的平动能级跃迁 (D)以上三者都不就是 3218、在空气中对某样品进行红外分析时,下述气体中对样品的红外光谱有干扰的就是:-()(A)N2 (B)O2 (C)CO2 (D)H2O 3219、已知一双原子分子的两条相邻的转动光谱线为 a cm-1与 b cm-1(ba)。设 a cm-1谱线就是EJ-1 EJ跃迁所产生,则该谱线对应的J为:-()(A)a/
14、(b-a)(B)(3 a-b)/(b-a)(C)1 (D)(2 a-b)/(b-a)(E)(2b-a)/(b-a)3220、由 HF 的纯转动光谱,可以取得的数据就是:-()(A)力常数 (B)化合价 (C)氢键 (D)核间距 3221、在 1H37Cl 气体红外光谱最强谱带的中心处,有一些波数为:2923、74 cm-1,2904、07 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键
15、轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 cm-1,2863、06 cm-1,2841、56 cm-1的谱线,其中,2923、74 cm-1对应的跃迁为:-()(A)P 支 21 (B)R 支 12 (C)R 支 23 (D)P 支 10 (E)R 支 01 3222、已知氧化铝的 XPS 在 Al 2p 区只有一个峰,而铝的 XPS 则有两个相距 3 eV 的峰,这就是因为有:-()(A)轨道间偶合 (B)轨道自旋偶合 (C)自旋自旋偶合 (D)不同价态的铝 3223、硫代硫酸钠的 XPS 谱在硫的 2p 区有两个双峰,这就是因为有:-()(A)
16、自旋自旋及自旋轨道偶合 (B)自旋轨道及轨道轨道偶合 (C)自旋轨道偶合且有不同化学环境的硫 (D)自旋自旋偶合且有不同化学环境的硫 3224、下列说法有错的就是:-()(A)HF,HCl,HBr,HI 都就是卤化氢分子,最高占有轨道都就是非键轨道,次高占有轨道都就是成键轨道,因此它们的 UPS 十分相似 (B)UPS 谱带振动序列长说明就是 轨道电子电离 (C)Iv=Ia的谱带一定对应于非键或弱化学键轨道电子的电离 (D)CH4 分子的 UPS 有两个价轨道谱带 3225、下列分子的 UPS 与 N2 的 UPS 十分相似的就是:-()(A)O2 (B)(C)H2 (D)CO 3226、银的
17、 XPS 谱中,最强特征峰就是:-()(A)Ag 4s 峰 (B)Ag 3p 峰 (C)Ag 3p 峰 (D)Ag 3d 峰 3227、一氯代甲酸乙酯的 XPS 谱中,碳的 1s 结合能最大的峰就是:-()(A)甲基峰 (B)次甲基峰 (C)羰基峰 (D)一样大 3228、三氟代乙酸乙酯的 XPS 谱中,有四个不同化学位移的碳 1s 峰,其结合能大小次序就是:-()的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与
18、的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 1 2 3 4 (A)1234 (B)2134 (C)2143 (D)2314 3229、Fe(CN)63-中的强场使 3d 轨道分裂,这种分裂的观察可借助于-()(A)核磁共振谱 (B)电子吸收光谱 (C)红外光谱 (D)拉曼光谱 3230、红外光谱测得 S-H 的伸缩振动频率为 2000 cm-1,则 S-D 的伸缩振动频率为:-()(A)2000 cm-1 (B)1440 cm-1 (C)3000 cm-1 (D)4000 cm-1 3231、电子的自旋朗德因子(g)就是:-
19、()(A)1 (B)1/2 (C)1、5 (D)2 3232、物质颜色的产生就是由于吸收了:-()(A)红外光 (B)微波 (C)紫外光 (D)可见光 3233、用红外光谱鉴定有机化合物结构就是基于分子的:-()(A)形状不同 (B)相对分子质量不同 (C)转动惯量不同 (D)基团特征振动频率不同 3234、有一混合气体含 N2,HCl,CO,O2,可观察到转动光谱的就是:-()(A)N2 (B)O2 (C)N2与 O2 (D)HCl 与 CO 3235、下列分子转动光谱中出现谱线波长最长的就是:-()(A)HF (B)HCl (C)HBr (D)HI 3236、在振动光谱中下列基团出现谱线的
20、波数最大的就是:-()3237、对于 C-Cl 键振动光谱特征频率最大的就是:-()3238、由下述实验方法可验证分子轨道能级顺序的就是:-()(A)红外光谱 (B)核磁共振 (C)质谱 (D)光电子能谱 3239、含奇数个电子的分子或自由基在磁性上:-()(A)一定就是顺磁性 (B)一定就是反磁性 (C)可为顺磁性或反磁性 3240、红外光谱中的指纹区源于:-()(A)分子中特征基团的振动 (B)分子骨架振动 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列
21、轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 (C)分子的所有简正振动 (D)分子的转动 3241、下列哪一组中两个分子都就是顺磁性的？-()(A)O2,B2 (B)C2,O2 (C)Be2,F2 (D)H2,He2+3242、用VB 法表示氢分子的基态完全波函数,其中自旋波函数就是:-()(A)(1)(2)(B)(2)(1)(C)(1)(2)(D)(1)(2)-(2)(1)3243、运用刚性转子模型处理异核双原子分子纯转动光谱,一般需知几条谱线的(J),就可计算其核间距？(A)
22、1 (B)2 (C)3 (D)4 3244、下列哪一种说法就是正确的？-()(A)略去离心变形,任何分子的转动谱项均可表示为 BJ(J+1)(B)根据非极性双原子分子的转动跃迁选律,J=0说明该分子的转动能级不能改变 (C)一双原子分子给定电子组态的振动能级就是不等间隔的 三、判断题(在正确的题号后画,在错误的题号后画)3301、在 LCAO-MO 中,所谓对称性匹配就就是指两个原子轨道的位相相同。3302、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。在能量较低的分子轨道中,能量较低的原子轨道贡献较大;在能量较高的分子轨道中,能量较高的原子轨道贡献较大。3303、凡就是成键轨道都具有中心对称
23、性。3304、由 CH4 分子中 4 个 C-H 键键长相等推测 CH4 分子的 8 个价电子能量相等,故其 UPS 只有一个价电子谱带。3305、利用远红外光谱可以测定同核双原子分子的键长。3306、Raman 光谱本质上就是一种吸收光谱。四、简答题 3401、什么叫分子轨道？按量子力学基本原理做了哪些近似以后才有分子轨道的概念？这些近似的根据就是什么？3402、试述由原子轨道有效地形成分子轨道的条件。的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿
24、轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3403、现有 4s,4px,4py,4pz,32dz,3 d22yx,3dxy,3dxz,3dyz等九个原子轨道,若规定 z 轴为键轴方向,则它们之间(包括自身间)可能组成哪些分子轨道？各就是何种分子轨道？3404、以 z 轴为键轴,下列原子轨道对之间能否形成分子轨道？若能,写出就是什么轨道,若不能,画。原子轨道对 分子轨道 pzdxy pxdxz d22yx d22yx 2dz2dz pxpx 3405、写出 N2分子的基态价电子组态及其
25、键级,说明原因。3406、写出 N2基态时的价层电子组态,并解 N2的键长(109、8pm)特别短、键能(942kJ mol-1)特别大的原因。3407、CF 与 CF+哪一个的键长短些。3408、写出 NF+的价电子组态、键级与磁性。3409、CO 就是一个极性较小的分子还就是极性较大的分子？其偶极矩的方向如何？为什么？3410、OH 基的第一电离能就是 13、2eV,HF 的第一电离能就是 16、05eV,它们的差值几乎与 O 原子与 F 原子的 2p 轨道的价轨道电离能之间的差值相同,请用分子轨道理论解释这个结果。3411、试用分子轨道理论讨论 OH 基的结构。(1)写出 OH 基的电子
26、组态并画出能级图;(2)什么类型的分子轨道会有未成对电子;(3)讨论此轨道的性质;(4)比较 OH 基与 OH-基的最低电子跃迁的能量大小。3412、用分子轨道理论预测 N22-,O22-与 F22-能否稳定存在？它们的键长与其中性分子相对大小如何？3413、用分子轨道理论预测 N2+,O2+与 F2+能否稳定存在;它们的键长与其中性分子相对的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为
27、键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 大小如何？3414、用分子轨道理论估计 N2,O2,F2,O22+与 F2+等就是顺磁分子还就是反磁分子。3415、(1)写出 O2 分子的电子结构,分析其成键情况,并解释 O2 分子的磁性;(2)列出 O22-,O2-,O2 与 O2+的键长次序;(3)有三个振动吸收带:1097 cm-1,1580 cm-1 与 1865 cm-1,它们被指定 为就是由 O2,O2+与 O2-所产生的,指出哪一个谱带就是属于 O2+的。3416、说明 H2+的键长比 H2 长,而 O2+的键长比 O2 短的原因。341
28、7、(1)写出 CO 的分子轨道表示,计算其键级,指出分子所属点群;(2)比较 CO2,CO 与丙酮中 CO 键键长顺序,并说明理由;(3)根据18电子规则,写出下列羰基络合物分子中n的数目,并画出其络合物的立体构型:Cr(CO)n,Fe(CO)n,Ni(CO)n;(4)在 CO 的振动光谱中,观察到 2169cm-1强吸收峰,若将 CO 的简正振动视为谐振子,计算 CO 的简正振动频率;(5)在 CO 的红外光谱中,纯转动谱线间隔为 3、86cm-1,计算平衡核间距。3418、在有机化合物中,CO(羰基)的偶极距很大(=7、6710-30Cm),而 CO 分子的偶极距却很小,解释原因。341
29、9、指出下列各分子简正振动中哪些就是红外活性的,哪些就是非红外活性的:3420、请写出下列原子轨道间线性组合成分子轨道的类型(,)及分子轨道对称中心对称行为的分类(g,u)。(1)2px2px 沿 x 轴方向(2)d22yx d22yx 沿 z 轴方向 3421、请按原子单位写出 H2+在定核近似条件下的薛定谔方程,并指明能量算符中各项的意义。的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴
30、为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3422、根据同核双原子分子的电子组态可以预见分子及离子的性质。已知2O及其离子的键长有如下数据,请画出它们的对应关系。2O 2O 2O 22O 键长/pm 121 126 149 112 五、证明题 3501、证明波函数 babaSSs1s121us1s121g221221 就是相互正交的。六、计算题 3601、在 1H80Br 分子远红外光谱中观察到下列谱线:118 cm-1,135 cm-1,152 cm-1,169 cm-1,186 cm-1,与 203 cm-1。试求:(1)1H80Br 分子
31、的转动常数 B;(2)转动惯量 I 与核间距 re;(3)J=8 时转动能级的能量。3602、已知 1H127I 振转光谱的特征频率为 2309、5 cm-1,转动常数为 6、55 cm-1,请求算力常数、零点能、转动惯量与平衡核间距。3603、由1H35Cl 振动光谱测得其最强吸收带与相邻吸收带带心的波数分别为 2885、9 cm-1 与 5668、0 cm-1。(1)求1H35Cl 的非谐性常数;(2)求1H35Cl 的力常数;(3)求1H35Cl 的 零点振动能 3604、某双原子分子在微波区测得下列谱线:118 cm-1,135 cm-1,152 cm-1,169 cm-1。求:(1)
32、转动常数 B;的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案(2)J=10 的能级的能量就是多少 J？(3)谱线 169cm-1就是哪两个能级间跃迁产生的？3605、一个质量为 45g 的弹簧振子,以频率为 2、4 s-1、振幅为 4、0cm 在振动。(1)求此振子的力常数;(2)如果这一体系可用量子
33、力学处理,其量子数 v 为多大？3608、HCl 的前二个振动能级如下:1331、84cm-1,3917、44cm-1 求分子的光谱解离能 D0与力常数(HCl 视为非谐振子)。第三章、双原子分子结构参考答案 一、填空题(在题中空格处填上正确答案)3101、单个电子 3102、=(0、8)1/2A+(0、2)1/2B 3103、能量相近,对称性匹配,最大重叠 ,或 3104、3105、px pz dxy dxz px /pz/dxy/dxz /3106、z 3107、3108、不能 不能 3109、12221432,3,反磁 3110、dxy,3111、py,dxy 3112、N2:(1g)2
34、(1u)2(1u)4(2g)2 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 O2:2s22s2pz22px22py22px*2py*1 或(1g)2(1u)22g 2(1u)4(1g)2 3113、O2KK(gs2)2(us2*)2(g2p*)2(us2)4(g2xp*)1(g2yp*)1 ,顺磁
35、性 C2 KK(gs2)2(us2*)2(g2xp)2(g2yp)2,反磁性 3114、KK(1g)2(1u)2(1u)3 约 3/2 12223214425224 1 3115、(1)12223214 1 反 (2)1s21s2 2s22s22pz22py22pz22py*22px*1 1、5 顺 3116、3py,3pz,3px 3117、CN-(1)2(2)2(1)2+2(3)2 键级:3 3118、OF+OF OF-3119、E N2 E N2+E O2+E O2 E OF E OF-E CF+E CF E Cl2+E Cl2 3120、Kr(1 )2(2)2(32)(1)4 3121
36、、比(AB)+的键能小:O2,NO,比(AB)-的键能小:C2,CN 3122、小 3123、转动,振动与电子运动 转动 振动-转动 电子-振动-转动 3124、4,3,2 3125、因为电子从基态向激发态跃迁,平衡核间距来不及变化,所以跃迁概率最大的 跃迁就是那些与核间距保持不变的状态对应的态态间的跃迁。3126、沿键轴平行分布无节面的轨道;沿键轴平行分布有一个节面的轨道;沿键轴平行分布有二个节面的轨道。的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间
37、沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3127、由 AO 组成 MO 时,能级低于 AO 者;由 AO 组成 MO 时,能级高于 AO 者;由 AO 组成 MO 时,能级等于 AO 者。3128;3129、E=(v+21)h,=mk21 3130、E=228rh J(J+1)3131、3,3,3。3132、(1)(1g)2(1u)2(1u)42g 1,2、5 (2)(1)2(2)2(1)4(32),3、0 (3)(2s)2(2s*)2(2pz)2(2p y)2(2p x)2(2
38、p y*)1,2、5 二、选择题(从给出的答案中选择正确的答案,填在后面的括号内)3201、(A,C)3202、(C)3203、(B)3204、(B)3205、(C)3206、(B)3207、(A),(C)3208、(C)3209、(A)3210、(C)3211、(A)3212、(D)3213、(B)3214、(A)3215、(D)3216、(B)的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道
39、以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3217、(A)3218、(C),(D)3219、(D)b-a=2B,a=2B(J+1),J=(2a-b)/(b-a)3220、(D)3221、(B)3222、(D)3223、(C)3224、(B)3225、(D)3226、D)3227、(C)3228、(A)3229、(B)3230、(B)3231、(D)3232、(D)3233、(D)3234、(D)3235、(D)3236、(A)3237、(C)3238、(D)3239、(A)3240、(B)3241、(A)3242、(D)3243、(B)32
40、44、(C)三、判断题(在正确的题号后画,在错误的题号后画)的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3301、3302、3303、3304、3305、3306、四、简答题 3401、描述分子中单个电子空间运动状态的波函数叫分子轨道。两个近似(1)波恩-奥本海默近似(核质量 电子质量)(2)单电
41、子近似(定态)3402、(1)能级高低相近 (2)对称性匹配 (3)轨道最大重叠 3403、轨道:s-s,s-pz,s-dz,pz pz,pz-2zd,2zd-2zd ,轨道 px px,px dxz ,py py,py dyz ,dyz dyz ,dxz dxz 轨道:dxy-dxy,d22yx-d22yx 3404、原子轨道对 分子轨道 pz-dxy px-dxz d22yx-d22yx 2zd-2zd px px 3405、(1g)2(1u)2(1u)2+2 s-p 混杂显著、因 1u为弱反键,而 1g 与 1u 均为强成键,故键级在 2-3之间、3406、(1g)2(1u)2(1u)4
42、(2g)2 N2的三重键为 1 个 键(1g)2,2 个 键(1u)4,键级为 3 (1u)2与(2g)2分别具有弱反键与弱成键性质,实际上成为参加成键作用很小的两的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 对孤对电子,可记为:NN:。因此 N2的键长特别短,键能特别大,就是惰性较大的分子。340
43、7、CF KK-(1)2(2)2(3)2(1)4(2)1 不论 s-p 混杂就是否明显,最高占据的 MO 为(2)1,它就是反键轨道。故(C-F)+键强些,短些。3408、NF+(1)2(2)2(3)2(1)4(2)1 键级 2、5 磁性 顺磁性(有一个不成对电子)3409、就是一个极性较小的分子,偶极矩方向由氧原子指向碳原子。3410、OH 的 HOMO 就是 1 轨道、这就是个非键轨道,基本上就是 O 原子的 2p 轨道、因此,OH 的第一电离能与 O 原子的 2p 轨道的电离能非常接近。HF 的结构与 OH 类似,它的 HOMO 就是 1 轨道,也就是个非键轨道,基本上就是 F 的 2p
44、 轨道。因此,HF 的第一电离能与 F 原子 2p 轨道的电离能非常接近。3411、(1)OH 基的电子结构为:(1)2(2)2(3)2(12py)2(12pz)1 (2)未成对电子占据 轨道 (3)1 轨道就是非键轨道,仍保持 O 原子的 2p 轨道的特性 (4)OH-的最低的电子跃迁的能量比 OH 基的要高 3412、分 子 N22-O22-F22-N2 O2 F2 电子数 16 18 20 14 16 18 净成键电子数 4 2 0 6 4 2 F22-净成键电子数为 0,不能稳定存在 N22-与 O22-能稳定存在 r N22-rN2 r O22-rO2 3413、分子 N2+O2+F
45、2+N2 O2 F2 电子数 13 15 17 14 16 18 净成键电子数 5 5 3 6 4 2 r N22-rN2 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 r O22-rO2 r F2+r F2 3414、分子 电子数 最高占有分子轨道 磁性 N2 14 3g 反 O2 16 2g 顺
46、 F2 18 2g 反 O22+14 3g 反 F2+17 2g 顺 3415、(1)O2 电子结构为 KK(2s2)(2s*2)(32pz2)(2py2)(2pz2)(2py*1)(2px*1)顺磁性分子 (2)O22-O2-O2 O2+(3)1865 cm-1 3416、3060 H2+比 H2 在成键轨道(1s)上少一个电子,H2+的键级为 0、5,H2 的键级为 1 。O2+比 O2 在反键轨道(2p*)上少一个电子,O2+的键级为 2、5;O2 的键级为 2、0 。3417、(1)、KK 12-22-1 4-32,3,Cv (2)、丙酮中最长,CO 其次,CO2中的 C-O键长最短。
47、因 CO2中有 2 个34,CO 中有-,-,-配键,而丙酮中只-,-键。(3)、Cr(CO)6 正八面体 Fe(CO)5 三角双锥 Ni(CO)4 正四面体 (4)、=c=6、5091013s-1 2B=h/(42r2)r=h/(82B)1/2 3418、羰基中,C,O 之间就是+键,由于 C,O 电负性不同,所以羰基 C=0 中的极性很大。而一氧化碳中,C,O 之间就是+键,三重键中一对电子完全由氧原子提供,这就抵消了由于 O 电负性大而使电荷集中在 O 端、由于这种配键的存在,CO 的极性很小。的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道
48、能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 3419、非活性,活性,非活性,活性,3420、(1)*p2up2gxx,(2)*udgd2222yxyx,3421、ERrrabba111212 :212电子的动能算符;:1ar电子受 a 原子核的吸引势能算符;:1br电子受 b 原子核的吸引势能算符;:1abRa,3422、2O 2O 2O 22O 121 126 149 112 (pm)五
49、、证明题 3501、gud=(4-4S2)-1/2(as1+bs1)(as1-bs1)d =(4-4S2)-1/2as12-bs12 d =(4-4S2)-1/2 1-1 =0 故相互正交。六、计算题 3601、(1)B=8、5 cm-1 (2)I=3、29110-47 kgm2 re=141、6 pm (3)Er=1、2210-20 J 3602、k=312 Nm-1 的原子轨道上出现的概率为则该分子轨道波函数设与分别就是两个不同原子与的原子轨道其对应的原子轨道能量为与下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道若可能则填写就是什么类型的分子轨道判断下列轨道间沿轴方向能否成双原子分子的键轴就是轴
50、则的与的可形成型分子轨道以轴为键轴按对称性匹配原则下列原子轨道对间能否组成分子轨结构化学之双原子分子结构习题附参考答案 E0=2、29510-20 J I=4、2710-47 kgm2 re=161 pm 3603、(1)x=0、01736 0=2989、7 cm-1 (2)k=512、1 Nm-1 (3)E0=2、94610-20 J 3604、(1)=2B 所以 B=8、5cm-1 (2)EJ=hcBJ(J+1)=6、62610-3431088、51021011J =1、85910-20J (3)(J)=hc-EEJJ 1=2B(J+1)=169cm-1 J+1=169/(28、5)=10