1、结构化学习题答案3结构化学第三章习题3001 H2+的= 2- - +， 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) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似 3002 分析 H2+的交换积分(积分) Hab为负值的根据。 3003 证明波函数 是相互正交的。 3004 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：- ( ) (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 3006 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？ 这些近似的根据是什么？ 3007 描述
2、分子中 _ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。 3008 对于分子轨道的定义，下列叙述中正确的是：- ( ) (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(包括空间运动和自旋运动) (D) 原子轨道线性组合成的新轨道 3009 试述由原子轨道有效地形成分子轨道的条件。 3010 在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道的位相相同。这种说法是否正确？ 3011 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
3、) (cij)-1/2 3012 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%， 写出该分子轨道波函数 。 3013 设A和B分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道， 其对应的原子轨道能量为EA和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 ) 3014 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
4、的分子轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。这一说法是否正确？ 3015 凡是成键轨道都具有中心对称性。这一说法是否正确？ 3016 试以 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， 则填写是什么类型的分子轨道。 -dyz -dyzdxz-dxzdxy - dxy3017 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。 pxpzdxydxzpxpzdxydxz3018 AB 为异核双原子分子，若A与B可形成型分子轨道，那么分子的键轴为_轴。 3019 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
5、道 (B) 轨道 (C) 轨道 (D) -轨道 3020 若双原子分子 AB 的键轴是z轴，则A的 dyz 与B的 py可形成_型分子轨道。 3021 现有4s，4px，4py，4pz，3，3 d，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？各是何种分子轨道？ 3022 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， 写出是什么类型分子轨道，若不能，写出不能，空白者按未答处理。 s， dxy，dxydyz，dyzdyz，dxzs，dxy3023 若以x轴为键轴，下列何种轨道能与py轨道最大重叠？-
6、( ) (A) s (B) dxy (C) pz (D) dxz 3024 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，写出是什么轨道，若不能， 画 。 原子轨道对 分子轨道 pzdxy pxdxz d d pxpx 3025 CO 分子价层基组态电子排布为_，_， 磁性_。 3026 在 z 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数 l2 的 原子轨道是 _ ， 形成的分子轨道是_轨道。 3027 在 x 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数l2 的原子轨道是 _ _ 。 3028 写出N2分子的基态价电子组态及其键级，说明原因。 3029 用分子轨道表示方法写出下列分子基态
7、时价层的电子组态： N2：_ ， O2：_ 。 3030 写出N2基态时的价层电子组态，并解N2的键长(109.8？pm)特别短、键能(942 ？kJmol-1)特别大的原因。 3031 写出下列分子的分子轨道的电子组态(基态)， 并指明它们的磁性。 O2 ， C2 3032 C2+的分子轨道为_，键级_； HCl 的分子轨道为_，键级_ 。 3033 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_。 3034 Cl2分子的 HOMO 是_， LUMO 是_。 3035 写出 CN-的价电子组态及键级
8、。 3036 CF 和 CF+哪一个的键长短些。 3037 请写出 Cl2， O2+和 CN- 基态时价层的分子轨道表示式， 并说明是顺磁性还是反磁性。 3038 下列分子或离子净成键电子数为 1 的是：- ( ) (A) He2+ (B) Be2 (C)B2+ (D) + (E) Li2 3039 下列分子中哪一个顺磁性最大：- ( ) (A) N2+ (B) Li2 (C) B2 (D) C2 (E) O2- 3040 写出 NF+的价电子组态、键级和磁性。 3041 下列分子的键长次序正确的是：- ( ) (A) OF- OF OF+ (B) OF OF- OF+ (C) OF+ OF
9、OF- (D) OF- OF+ OF 3042 OF， OF+， OF-三个分子中， 键级顺序为_。 3043 比较下列各对分子和离子的键能大小： N2， N2+ ( ) O2， O2+ ( ) OF， OF- ( ) CF， CF+ ( ) Cl2， Cl2+ ( ) 3044 CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？ 其偶极矩的方向如何？为什么？ 3045 OH 基的第一电离能是 13.2？eV ， HF 的第一电离能是 16.05？eV ，它们的差值几乎与 O原子和 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。 3046 试用分子轨道理论讨论 O
10、H 基的结构。 (1) 写出 OH 基的电子组态并画出能级图； (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 基和 OH-基的最低电子跃迁的能量大小。 3047 HF 分子以何种键结合？ 写出这个键的完全波函数。 3048 已知 H 原子的电负性为 2.1 ， F 原子的电负性为 4.0 ， H2的键长为74 pm ，F2的键长为142 pm 。现由 H 原子和 F 原子结合成 HF 分子， (1) 写出 HF 分子的电子组态； (2) 利用共价半径及电负性差值计算 HF 分子的键长。 3049 在 C2+， NO， H2+， He2+等分子中，
11、存在单电子键的是_ ，存在三电子键的是_ ， 存在单电子键的是_ 。存在三电子键的是_ 。 3050 用分子轨道理论预测 N22-， O22-和 F22-能否稳定存在？ 它们的键长与其中性分子相对大小如何？ 3051 用分子轨道理论预测 N2+， O2+和 F2+能否稳定存在； 它们的键长与其中性分子相对大小如何？ 3052 用分子轨道理论估计 N2， O2， F2， O22+ 和 F2+等是顺磁分子还是反磁分子。3053 判断 NO 和 CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 3054 HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _ 。 3055 下列分子的正离子和中性分子相比， 解离能的大小
12、如何： N2， NO， O2， C2， F2， CN， CO 3056(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 和 O2+的键长次序； (3) 有三个振动吸收带：1097 cm-1，1580 cm-1 和 1865 cm-1 ，它们被指定 为是由 O2， O2+ 和 O2-所产生的，指出哪一个谱带是属于O2+的。 3057 下列分子中，键能比其正离子的键能小的是_ 。键能比其负离子的键能小的是_ 。 O2， NO， CN， C2， F2 3058 下列各对中哪一个有较大的解离能： Li2与 Li2+； 与 C2+；
13、 O2 与 O2+；与 F2+。 3059 O2 的键能比 O2+的键能 _ 。 3060 说明 H2+的键长比 H2 长， 而 O2+的键长比 O2 短的原因。 3061 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) 不能断定是从哪个轨道上电离出的 3062 求 H2+ 分子中的电子， 当处于成键轨道 时， 它出现在键轴上距某一氢40 pm 处的两点 M 和 N 上的概率密度比值。 (已知键长为106pm，0=52
14、.9pm，=N (ee)3063求 H2+分子中的电子处于反键轨道 时，它出现在键轴上距某一氢原子 40 pm 处的两点 M 和 N 上的概率密度比值。 (已知键长为106？pm，a0=52.9 pm，=N(ee) 3064 求 H2+分子中的电子处于成键轨道，它出现在距其中一个氢原子 22.4 pm ， 距键轴 10.0 pm 处的概率密度。 已知： 键长 r=106.0 pm，a0= 52.9 pm。 = N(e+ e) ， N = 8.21010-4？pm-3/2 。 3065 试写出在价键理论中描述 H2 运动状态的、符合 Pauli 原理的波函数， 并区分其单态和三重态。 3066
15、H2 分子的基态波函数是：-( ) (A) 单重态 (B) 三重态 (C) 二重态 (D) 多重态 3067 在价键理论中， H2 基态双电子轨道自旋完全波函数为 _ 。3068 试述简单分子轨道理论和价键理论对基态 H2 分子的轨道部分波函数的表达式， 说明它们间的主要差别。 3069 写出氢氦离子体系HeH+中电子运动的薛定谔方程。 用原子单位表示 3070 分子光谱是由分子的 _ 能级跃迁产生的。其中，远红外或微波谱是由 _ 能级跃迁产生的； 近红外和中红外光谱带是由 _ 能级跃迁产生的； 紫外可见光谱带是由 _ 能级跃迁产生的。 3071 一个分子的能级决定于分子中电子的运动、原子骨架
16、的平动、振动和转动，将四部分运动的能级间隔分别记为Ee， Et， Ev 和Er。一般而言，它们的相对大小次序是：- ( )(A) Ee Et Ev Er (B) Er Ev Et Ee (C) Et Ee Ev Er (D) Ee Ev Er Et 3072 就体系相邻能级间的能级差随量子数的增加而增大、减小和相等的体系各举出一例。 3073CO2有_ 种简正振动， _种简正振动频率， _种红外活性的正振动频率。 3074写出 CS2分子的四种简正振动方式， 哪种振动方式有拉曼活性？ 哪些振动方有红外活性？ 3075 分子 H2， HCl， CH4，CH3Cl， CH2Cl2， H2O， H2
17、O2， NH3， NH4Cl 中不示纯转动光谱的有 _ 。 3076 双原子分子的纯转动光谱相邻谱线间的距离是多少？ 为什么相邻谱线间的离相等？ 3077 分子 H2， HCl， CO2， H2O， CH3CH3， CH4， CH3Cl， N2， N3-中不显示外吸收的分子是 _ 。 3078 假定 HCl 分子和 DCl 分子键长相同，相应于同一转动能级间跃迁，试推求(HCl)和(DCl)的关系。 3079 作图示出刚性转子转动能级排布。 3080 谐振子的零点振动能是：- ( ) (A) 0 (B) h (C) h (D) h 3081 用刚性模型处理双原子分子转动光谱， 下列结论不正确的
18、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 3082 下列分子中有纯转动光谱的是：- ( ) (A) O2 (B) (C) H2 (D) HCl 3083 双原子分子的振转光谱，P 支的选律是：-( ) (A) J= +1 (B) J = -1 (C) J= 1 (D) 都不对 3084 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 (
19、D) 以上三者都不是 3085 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是： - ( ) (A) N2 (B) O2 (C) CO2 (D) H2O 3086 测得一个三原子分子 X2Y (非环型) 红外光谱有两个吸收谱带，其频率分别为 667 cm-1和 2349 cm-1。 (1) 若除此之外不存在其他红外吸收谱带， 推定该分子的构型(简单说明理由)(2) 作图表示出对应于这两种吸收谱带的振动方式 (3) 列举出另外两种实验方法(不必说明实验步骤)以验证你的判断 3087 画出 SO2的简正振动方式， 已知与三个基频对应的谱带波数分别为：1361，1151，51
20、9 cm-1，指出每种频率所对应的振动，说明是否为红外活性和 Raman 活性。 3088 2， 2， 6， 6-四烷基代联苯的紫外可见光谱和苯相似， 但 3，3，5，5-四烷基代联苯的紫外可见光谱吸收峰比苯的波长长得多， 试解释之。 3089 已知一双原子分子的两条相邻的转动光谱线为 a cm-1和 b cm-1 (ba)。设 a cm-1谱线是EJ-1 EJ跃迁所产生，则该谱线对应的J为：- ( ) (A) a/(b-a) (B) (3a-b)/(b-a) (C) 1 (D) (2a-b)/(b-a) (E) (2b-a)/(b-a)3090 由 HF 的纯转动光谱，可以取得的数据是：-
21、( ) (A) 力常数 (B) 化合价 (C) 氢键 (D) 核间距 3091 在讨论分子光谱时， Franck-Condon 原理是指 _ 。 3092 已知(CN-)为 2068.61 cm-1 ，(CN+)为 1580 cm-1， = 1.073710-26 kg 。 求 CN-和 CN+的力常数比 k(CN-)/ k(CN+) 。 3093 HBr 的远红外光谱中相邻两谱线间距为 16.94 cm-1， 求 HBr 的键长。 ( H的相对分子质量为1.008，Br的相对分子质量为79.904 ) 3094 根据谐振子模型， 计算 H35Cl 和 D35Cl 的： (1) 振动频率之比
22、(2) 零点能之比 3095 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 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 3096 实验测得 HI 分子基本谱带和第一泛音带的带心分别为 2230 cm-1 和4381 cm-1。求：(1) HI 的力常数，(2) HI 的光谱解离能D0。 ( H的相对原子质量为1.008，I的相对原子质量为126.9 ) 3097
23、实验测得 12CO 转动光谱的第一条谱线 = 3.842 cm-1，求 12CO 的键长，并估计 13CO 转动光谱第一条谱线的波数。(12C的相对原子质量为12.0 ，O为16.0，13C为13.0 ) 3098 在 CO 的红外光谱图中观察到 2169.8 cm-1 强吸收峰，若将 CO 的简正振动看作谐振子，计算 CO 的简正振动频率和摩尔零点能。 3099 一氧化碳 ( 12C16O ) 的近红外光谱在 2168 cm-1处有一强带，试计算： (1) CO 的力常数； (2) CO 的摩尔零点能。 3100 在 1H80Br 分子远红外光谱中观察到下列谱线：118 cm-1， 135
24、cm-1， 152 cm-1， 169 cm-1， 186 cm-1， 和 203 cm-1。 试求： (1)1H80Br 分子的转动常数 B ； (2) 转动惯量 I 和核间距 re ； (3) J=8 时转动能级的能量 。 3101 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、转动惯量和平衡核间距。 3102 2D35Cl 的振动基频为 2144 cm-1，试计算其零点能和力常数。3103 已知 HCl 分子的第一和第二泛音带(即 v=0 到 v=2 和 v=0 到 v=3的跃迁)的波数分别为 5668.0 cm-1
25、 和 8347.0 cm-1， 试求 HCl 的力常数k。 (已知 H 的相对原子量为 1.008， Cl 的相对原子量为 35.45 )。 3104 由1H35Cl振动光谱测得其最强吸收带和相邻吸收带带心的波数分别为 2885.9 cm-1 和 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。 3105 已知 HCl 气体的转动吸收光谱线如下： 83.32 cm-1， 104.13 cm-1， 124.74 cm-1， 145.37 cm-1， 165.89 cm-1， 186.23 cm-1， 206.
26、6 cm-1， 226.86 cm-1。 求其转动惯量和键长。(H的相对原子质量为1.008，Cl的相对原子质量为35.5 ) 3106 实验测得 “热” HF 分子的红外发射光谱有如下几条谱线： 3958.38 cm-1( 10 )， 3778.25 cm-1( 21 ) 求 HF 的平衡解离能De 和零点振动能。 ( 1J=6.2421018 eV) 3107 在1H35Cl 振动吸收带的中心处，有一些波数为：2925.78 cm-1，2906.25 cm-1， 2865.09 cm-1，2843.56 cm-1 的转动谱线，其倍频为5668.0 cm-1，试计算其键长。 3108 CH3OH 中 OH 的伸缩振动频率为 3300 cm-1，试推算该键的力常数 k 和CH3OD 中 OD 的伸缩振动频率。 3109 N2，HCl，HBr 混合气体的红外光谱中，头几条谱线的波数为 16.70 cm-1，20.70 cm-1， 33.40 cm-1，41.58 cm-1，50.10 cm-1，62.37 cm-1，这些谱线是由哪几种分子
