結構化學習題答案(3)

1、結構化學第三章習題3001 H2+的= Ñ2- - +， 此種形式已采用了下列哪幾種方法： - ( ) (A) 波恩-奧本海默近似 (B) 單電子近似 (C) 原子單位制 (D) 中心力場近似 3002 分析 H2+的交換積分(b積分) Hab為負值的根據。 3003 證明波函數 是相互正交的。 3004 通過變分法計算得到的微觀體系的能量總是：- ( ) (A) 等于真實基態(tài)能量 (B) 大于真實基態(tài)能量 (C) 不小于真實基態(tài)能量 (D) 小于真實基態(tài)能量 3006 什么叫分子軌道？按量子力學基本原理做了哪些近似以后才有分子軌道的概念？ 這些近似的根據是什么？ 3007 描述分子

2、中 _ 空間運動狀態(tài)的波函數稱為分子軌道。 3008 對于"分子軌道"的定義，下列敘述中正確的是：- ( ) (A) 分子中電子在空間運動的波函數 (B) 分子中單個電子空間運動的波函數 (C) 分子中單電子完全波函數(包括空間運動和自旋運動) (D) 原子軌道線性組合成的新軌道 3009 試述由原子軌道有效地形成分子軌道的條件。 3010 在 LCAO-MO 中，所謂對稱性匹配就是指兩個原子軌道的位相相同。這種說法是否正確？ 3011 在LCAO-MO 方法中，各原子軌道對分子軌道的貢獻可由哪個決定： - ( ) (A) 組合系數 cij (B) (cij)2 (C) (

3、cij)1/2 (D) (cij)-1/2 3012 在極性分子 AB 中的一個分子軌道上運動的電子，在 A 原子的fA原子軌道上出現(xiàn)的概率為80%， B 原子的fB原子軌道上出現(xiàn)的概率為20%， 寫出該分子軌道波函數 。 3013 設fA和fB分別是兩個不同原子 A 和 B 的原子軌道， 其對應的原子軌道能量為EA和EB，如果兩者滿足_ ， _ ， _ 原則可線性組合成分子軌道 = cAfA + cBfB。對于成鍵軌道， 如果EA_ EB，則 cA_ cB。(注：后二個空只需填 "=" ， ">" 或 "等比較符號 ) 3014 兩個能

4、量不同的原子軌道線性組合成兩個分子軌道。在能量較低的分子軌道中，能量較低的原子軌道貢獻較大；在能量較高的分子軌道中，能量較高的原子軌道貢獻較大。這一說法是否正確？ 3015 凡是成鍵軌道都具有中心對稱性。這一說法是否正確？ 3016 試以 z 軸為鍵軸， 說明下列各對原子軌道間能否有效地組成分子軌道，若可能， 則填寫是什么類型的分子軌道。 -dyz -dyzdxz-dxzdxy - dxy3017 判斷下列軌道間沿z軸方向能否成鍵。如能成鍵， 則在相應位置上填上分子軌道的名稱。 pxpzdxydxzpxpzdxydxz3018 AB 為異核雙原子分子，若fA與fB可形成p型分子軌道，那么分子的

5、鍵軸為_軸。 3019 兩個原子的 dyz 軌道以 x 軸為鍵軸時， 形成的分子軌道為- ( ) (A) s軌道 (B) p軌道 (C) d軌道 (D) s-p軌道 3020 若雙原子分子 AB 的鍵軸是z軸，則fA的 dyz 與fB的 py可形成_型分子軌道。 3021 現(xiàn)有4s，4px，4py，4pz，3，3 d，3dxy，3dxz，3dyz等九個原子軌道，若規(guī)定z軸為鍵軸方向，則它們之間(包括自身間)可能組成哪些分子軌道？各是何種分子軌道？ 3022 以z軸為鍵軸，按對稱性匹配原則， 下列原子軌道對間能否組成分子軌道？若能， 寫出是什么類型分子軌道，若不能，寫出"不能"

6、;，空白者按未答處理。 s， dxy，dxydyz，dyzdyz，dxzs，dxy3023 若以x軸為鍵軸，下列何種軌道能與py軌道最大重疊？- ( ) (A) s (B) dxy (C) pz (D) dxz 3024 以 z 軸為鍵軸，下列"原子軌道對"之間能否形成分子軌道？若能，寫出是什么軌道，若不能， 畫"×" 。 原子軌道對 分子軌道 pzdxy pxdxz d d pxpx 3025 CO 分子價層基組態(tài)電子排布為_，_， 磁性_。 3026 在 z 方向上能與 dxy 軌道成鍵的角量子數 l2 的 原子軌道是 _ ， 形成的分子軌

7、道是_軌道。 3027 在 x 方向上能與 dxy 軌道成鍵的角量子數l2 的原子軌道是 _ _ 。 3028 寫出N2分子的基態(tài)價電子組態(tài)及其鍵級，說明原因。 3029 用分子軌道表示方法寫出下列分子基態(tài)時價層的電子組態(tài)： N2：_ ， O2：_ 。 3030 寫出N2基態(tài)時的價層電子組態(tài)，并解N2的鍵長(109.8？pm)特別短、鍵能(942 ？kJ·mol-1)特別大的原因。 3031 寫出下列分子的分子軌道的電子組態(tài)(基態(tài))， 并指明它們的磁性。 O2 ， C2 3032 C2+的分子軌道為_，鍵級_； HCl 的分子軌道為_，鍵級_ 。 3033 按照簡單分子軌道理論： (

8、1) HF 分子基組態(tài)電子排布為_， 鍵級_， 磁性_。 (2) O2-離子基組態(tài)電子排布為_， 鍵級_， 磁性_。 3034 Cl2分子的 HOMO 是_， LUMO 是_。 3035 寫出 CN-的價電子組態(tài)及鍵級。 3036 CF 和 CF+哪一個的鍵長短些。 3037 請寫出 Cl2， O2+和 CN- 基態(tài)時價層的分子軌道表示式， 并說明是順磁性還是反磁性。 3038 下列分子或離子凈成鍵電子數為 1 的是：- ( ) (A) He2+ (B) Be2 (C)B2+ (D) + (E) Li2 3039 下列分子中哪一個順磁性最大：- ( ) (A) N2+ (B) Li2 (C)

9、B2 (D) C2 (E) O2- 3040 寫出 NF+的價電子組態(tài)、鍵級和磁性。 3041 下列分子的鍵長次序正確的是：- ( ) (A) OF-> OF > OF+ (B) OF > OF-> OF+ (C) OF+> OF > OF- (D) OF- > OF+> OF 3042 OF， OF+， OF-三個分子中， 鍵級順序為_。 3043 比較下列各對分子和離子的鍵能大小： N2， N2+ ( ) O2， O2+ ( ) OF， OF- ( ) CF， CF+ ( ) Cl2， Cl2+ ( ) 3044 CO 是一個極性較小的分子還

10、是極性較大的分子？ 其偶極矩的方向如何？為什么？ 3045 OH 基的第一電離能是 13.2？eV ， HF 的第一電離能是 16.05？eV ，它們的差值幾乎與 O原子和 F原子的 2p 軌道的價軌道電離能之間的差值相同，請用分子軌道理論解釋這個結果。 3046 試用分子軌道理論討論 OH 基的結構。 (1) 寫出 OH 基的電子組態(tài)并畫出能級圖； (2) 什么類型的分子軌道會有未成對電子； (3) 討論此軌道的性質； (4) 比較 OH 基和 OH-基的最低電子躍遷的能量大小。 3047 HF 分子以何種鍵結合？ 寫出這個鍵的完全波函數。 3048 已知 H 原子的電負性為 2.1 ， F

11、 原子的電負性為 4.0 ， H2的鍵長為74 pm ，F(xiàn)2的鍵長為142 pm ?，F(xiàn)由 H 原子和 F 原子結合成 HF 分子， (1) 寫出 HF 分子的電子組態(tài)； (2) 利用共價半徑及電負性差值計算 HF 分子的鍵長。 3049 在 C2+， NO， H2+， He2+等分子中， 存在單電子s鍵的是_ ，存在三電子s鍵的是_ ， 存在單電子p鍵的是_ 。存在三電子p鍵的是_ 。 3050 用分子軌道理論預測 N22-， O22-和 F22-能否穩(wěn)定存在？ 它們的鍵長與其中性分子相對大小如何？ 3051 用分子軌道理論預測 N2+， O2+和 F2+能否穩(wěn)定存在； 它們的鍵長與其中性分子

12、相對大小如何？ 3052 用分子軌道理論估計 N2， O2， F2， O22+ 和 F2+等是順磁分子還是反磁分子。3053 判斷 NO 和 CO 哪一個的第一電離能小，原因是什么？ 3054 HBr 分子基態(tài)價層軌道上的電子排布是 _ 。 3055 下列分子的正離子和中性分子相比， 解離能的大小如何： N2， NO， O2， C2， F2， CN， CO 3056(1) 寫出 O2 分子的電子結構， 分析其成鍵情況，并解釋 O2 分子的磁性；(2) 列出 O22-， O2-， O2 和 O2+的鍵長次序； (3) 有三個振動吸收帶：1097 cm-1，1580 cm-1 和 1865 cm-

13、1 ，它們被指定 為是由 O2， O2+ 和 O2-所產生的，指出哪一個譜帶是屬于O2+的。 3057 下列分子中，鍵能比其正離子的鍵能小的是_ 。鍵能比其負離子的鍵能小的是_ 。 O2， NO， CN， C2， F2 3058 下列各對中哪一個有較大的解離能： Li2與 Li2+； 與 C2+； O2 與 O2+；與 F2+。 3059 O2 的鍵能比 O2+的鍵能 _ 。 3060 說明 H2+的鍵長比 H2 長， 而 O2+的鍵長比 O2 短的原因。 3061 用紫外光照射某雙原子分子， 使該分子電離出一個電子。如果電子電離后該分子的核間距變短了， 則表明該電子是：- ( )(A) 從成

14、鍵 MO 上電離出的 (B) 從非鍵 MO 上電離出的 (C) 從反鍵 MO 上電離出的 (D) 不能斷定是從哪個軌道上電離出的 3062 求 H2+ 分子中的電子， 當處于成鍵軌道 時， 它出現(xiàn)在鍵軸上距某一氫40 pm 處的兩點 M 和 N 上的概率密度比值。 (已知鍵長為106pm，0=52.9pm，=N (ee)3063求 H2+分子中的電子處于反鍵軌道 時，它出現(xiàn)在鍵軸上距某一氫原子 40 pm 處的兩點 M 和 N 上的概率密度比值。 (已知鍵長為106？pm，a0=52.9 pm，=N(ee) 3064 求 H2+分子中的電子處于成鍵軌道，它出現(xiàn)在距其中一個氫原子 22.4 pm

15、 ， 距鍵軸 10.0 pm 處的概率密度。 已知： 鍵長 r=106.0 pm，a0= 52.9 pm。 = N(e+ e) ， N = 8.210×10-4？pm-3/2 。 3065 試寫出在價鍵理論中描述 H2 運動狀態(tài)的、符合 Pauli 原理的波函數， 并區(qū)分其單態(tài)和三重態(tài)。 3066 H2 分子的基態(tài)波函數是：-( ) (A) 單重態(tài) (B) 三重態(tài) (C) 二重態(tài) (D) 多重態(tài) 3067 在價鍵理論中， H2 基態(tài)雙電子軌道自旋完全波函數為 _ 。3068 試述簡單分子軌道理論和價鍵理論對基態(tài) H2 分子的軌道部分波函數的表達式， 說明它們間的主要差別。 3069

16、寫出氫氦離子體系HeH+中電子運動的薛定諤方程。 用原子單位表示 3070 分子光譜是由分子的 _ 能級躍遷產生的。其中，遠紅外或微波譜是由 _ 能級躍遷產生的； 近紅外和中紅外光譜帶是由 _ 能級躍遷產生的； 紫外可見光譜帶是由 _ 能級躍遷產生的。 3071 一個分子的能級決定于分子中電子的運動、原子骨架的平動、振動和轉動，將四部分運動的能級間隔分別記為DEe， DEt， DEv 和DEr。一般而言，它們的相對大小次序是：- ( )(A) DEe > DEt > DEv > DEr (B) DEr > DEv > DEt > DEe (C) DEt &g

17、t; DEe > DEv > DEr (D) DEe > DEv > DEr > DEt 3072 就體系相鄰能級間的能級差隨量子數的增加而增大、減小和相等的體系各舉出一例。 3073CO2有_ 種簡正振動， _種簡正振動頻率， _種紅外活性的正振動頻率。 3074寫出 CS2分子的四種簡正振動方式， 哪種振動方式有拉曼活性？ 哪些振動方有紅外活性？ 3075 分子 H2， HCl， CH4，CH3Cl， CH2Cl2， H2O， H2O2， NH3， NH4Cl 中不示純轉動光譜的有 _ 。 3076 雙原子分子的純轉動光譜相鄰譜線間的距離D是多少？ 為什么相鄰

18、譜線間的離相等？ 3077 分子 H2， HCl， CO2， H2O， CH3CH3， CH4， CH3Cl， N2， N3-中不顯示外吸收的分子是 _ 。 3078 假定 HCl 分子和 DCl 分子鍵長相同，相應于同一轉動能級間躍遷，試推求(HCl)和(DCl)的關系。 3079 作圖示出剛性轉子轉動能級排布。 3080 諧振子的零點振動能是：- ( ) (A) 0 (B) h (C) h (D) h 3081 用剛性模型處理雙原子分子轉動光譜， 下列結論不正確的是：- ( ) (A) 相鄰轉動能級差為 2B(J+1) (B) 相鄰譜線間距都為 2B (C) 第一條譜線頻率為 2B (D)

19、 選律為DJ=±1 3082 下列分子中有純轉動光譜的是：- ( ) (A) O2 (B) (C) H2 (D) HCl 3083 雙原子分子的振轉光譜，P 支的選律是：-( ) (A) DJ= +1 (B) DJ = -1 (C) DJ= ±1 (D) 都不對 3084 對溴化氫分子在遠紅外區(qū)測定吸收光譜，得到一系列間距為 16.94 cm-1的譜線。這種吸收光譜產生于：- ( )(A) HBr 的轉動能級躍遷 (B) HBr 的振動能級躍遷 (C) HBr 的平動能級躍遷 (D) 以上三者都不是 3085 在空氣中對某樣品進行紅外分析時， 下述氣體中對樣品的紅外光譜有干

20、擾的是： - ( ) (A) N2 (B) O2 (C) CO2 (D) H2O 3086 測得一個三原子分子 X2Y (非環(huán)型) 紅外光譜有兩個吸收譜帶，其頻率分別為 667 cm-1和 2349 cm-1。 (1) 若除此之外不存在其他紅外吸收譜帶， 推定該分子的構型(簡單說明理由)(2) 作圖表示出對應于這兩種吸收譜帶的振動方式 (3) 列舉出另外兩種實驗方法(不必說明實驗步驟)以驗證你的判斷 3087 畫出 SO2的簡正振動方式， 已知與三個基頻對應的譜帶波數分別為：1361，1151，519 cm-1，指出每種頻率所對應的振動，說明是否為紅外活性和 Raman 活性。 3088 2，

21、 2'， 6， 6'-四烷基代聯(lián)苯的紫外可見光譜和苯相似， 但 3，3'，5，5'-四烷基代聯(lián)苯的紫外可見光譜吸收峰比苯的波長長得多， 試解釋之。 3089 已知一雙原子分子的兩條相鄰的轉動光譜線為 a cm-1和 b cm-1 (b>a)。設 a cm-1譜線是EJ-1 EJ躍遷所產生，則該譜線對應的J為：- ( ) (A) a/(b-a) (B) (3a-b)/(b-a) (C) 1 (D) (2a-b)/(b-a) (E) (2b-a)/(b-a)3090 由 HF 的純轉動光譜，可以取得的數據是：- ( ) (A) 力常數 (B) 化合價 (C)

22、氫鍵 (D) 核間距 3091 在討論分子光譜時， Franck-Condon 原理是指 _ 。 3092 已知(CN-)為 2068.61 cm-1 ，(CN+)為 1580 cm-1，m = 1.0737×10-26 kg 。 求 CN-和 CN+的力常數比 k(CN-)/ k(CN+) 。 3093 HBr 的遠紅外光譜中相鄰兩譜線間距為 16.94 cm-1， 求 HBr 的鍵長。 ( H的相對分子質量為1.008，Br的相對分子質量為79.904 ) 3094 根據諧振子模型， 計算 H35Cl 和 D35Cl 的： (1) 振動頻率之比 (2) 零點能之比 3095 在

23、1H37Cl 氣體紅外光譜最強譜帶的中心處，有一些波數為：2923.74 cm-1，2904.07 cm-1，2863.06 cm-1，2841.56 cm-1的譜線，其中，2923.74 cm-1對應的躍遷為：- ( ) (A) P支21 (B) R支 12 (C) R支 23 (D) P支10 (E) R支 01 3096 實驗測得 HI 分子基本譜帶和第一泛音帶的帶心分別為 2230 cm-1 和4381 cm-1。求：(1) HI 的力常數，(2) HI 的光譜解離能D0。 ( H的相對原子質量為1.008，I的相對原子質量為126.9 ) 3097 實驗測得 12CO 轉動光譜的第一

24、條譜線 = 3.842 cm-1，求 12CO 的鍵長，并估計 13CO 轉動光譜第一條譜線的波數。(12C的相對原子質量為12.0 ，O為16.0，13C為13.0 ) 3098 在 CO 的紅外光譜圖中觀察到 2169.8 cm-1 強吸收峰，若將 CO 的簡正振動看作諧振子，計算 CO 的簡正振動頻率和摩爾零點能。 3099 一氧化碳 ( 12C16O ) 的近紅外光譜在 2168 cm-1處有一強帶，試計算： (1) CO 的力常數； (2) CO 的摩爾零點能。 3100 在 1H80Br 分子遠紅外光譜中觀察到下列譜線：118 cm-1， 135 cm-1， 152 cm-1， 1

25、69 cm-1， 186 cm-1， 和 203 cm-1。 試求： (1)1H80Br 分子的轉動常數 B ； (2) 轉動慣量 I 和核間距 re ； (3) J=8 時轉動能級的能量 。 3101 已知 1H127I 振轉光譜的特征頻率為 2309.5 cm-1，轉動常數為6.55 cm-1，請求算力常數、零點能、轉動慣量和平衡核間距。 3102 2D35Cl 的振動基頻為 2144 cm-1，試計算其零點能和力常數。3103 已知 HCl 分子的第一和第二泛音帶(即 v=0 到 v=2 和 v=0 到 v=3的躍遷)的波數分別為 5668.0 cm-1 和 8347.0 cm-1， 試

26、求 HCl 的力常數k。 (已知 H 的相對原子量為 1.008， Cl 的相對原子量為 35.45 )。 3104 由1H35Cl振動光譜測得其最強吸收帶和相鄰吸收帶帶心的波數分別為 2885.9 cm-1 和 5668.0 cm-1。 (1) 求1H35Cl的非諧性常數； (2) 求1H35Cl的力常數； (3) 求1H35Cl的 零點振動能。 3105 已知 HCl 氣體的轉動吸收光譜線如下： 83.32 cm-1， 104.13 cm-1， 124.74 cm-1， 145.37 cm-1， 165.89 cm-1， 186.23 cm-1， 206.6 cm-1， 226.86 cm

27、-1。 求其轉動慣量和鍵長。(H的相對原子質量為1.008，Cl的相對原子質量為35.5 ) 3106 實驗測得 “熱” HF 分子的紅外發(fā)射光譜有如下幾條譜線： 3958.38 cm-1( 10 )， 3778.25 cm-1( 21 ) 求 HF 的平衡解離能De 和零點振動能。 ( 1J=6.242×1018 eV) 3107 在1H35Cl 振動吸收帶的中心處，有一些波數為：2925.78 cm-1，2906.25 cm-1， 2865.09 cm-1，2843.56 cm-1 的轉動譜線，其倍頻為5668.0 cm-1，試計算其鍵長。 3108 CH3OH 中 OH 的伸縮

28、振動頻率為 3300 cm-1，試推算該鍵的力常數 k 和CH3OD 中 OD 的伸縮振動頻率。 3109 N2，HCl，HBr 混合氣體的紅外光譜中，頭幾條譜線的波數為 16.70 cm-1，20.70 cm-1， 33.40 cm-1，41.58 cm-1，50.10 cm-1，62.37 cm-1，這些譜線是由哪幾種分子產生的？ 計算產生這些譜線的分子的核間距。（相對分子質量為Cl：35.457；Br：79.916；N：14.007） 3110 NO 分子鍵長為115 pm，求出它的轉動慣量。 3111 CN 的轉動光譜相鄰兩譜線間的距離為 3.7878 cm-1， 求 CN 分子的鍵長

29、。 3112已知 19F35Cl 分子振動光譜基本譜帶帶心的波數是313.5 cm-1。求：(1) 力常數 k ； (2) 19F37Cl的振動頻率 ( 波數 )。 3113 已知 H2 的振動頻率為 4160 cm-1， 試估計 HD 和 D2的振動頻率。 ( H的相對原子質量為1， D的相對原子質量為2 ) 3114 一些氫鹵化物的基本振動頻率如下： H19F (4141.3 cm-1) H35Cl (2988.9 cm-1) H81Br (2649.7 cm-1) H127I (2309.5 cm-1) 求這些氫鹵鍵的力常數。 3115 分子的 De= 955.42 kJ·mo

30、l-1，基態(tài)振動波數為 2331 cm-1，試求 D0值。 3118 在 HI 的振動光譜圖中觀察到 2309 cm-1 的強吸收峰， 問 HI 分子的零點能是多少。 3119 已知 1H37Cl 紅外光譜中最強譜帶的中心處有一些波數為2773.82 cm-1，2797.01 cm-1， 2819.56 cm-1， 2841.56 cm-1， 2863.06 cm-1， 2904.07 cm-1， 2923.74 cm-1， 2942.79 cm-1， 2961.13， 2978.80 cm-1 的轉動譜線。請用計算結果說明 1H35Cl處于 v=1 振動激發(fā)態(tài)時，鍵被拉長。 3120 絕熱電離能是指：