1、结构化学基础 课程考试试卷( A)一选择题（每题2分，共20分）1、 标志量子理论诞生的是( )。A、Planck 能量量子化的提出； B、黑体辐射现象的发现；C、相对论理论的提出； D、粒子波粒二象性的提出。2、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(包括空间和自旋运动)； D、原子轨道线性组合成的新轨。3、Ar4s 23d2原子最稳定的光谱支项是( )。A、 4P1/2； B、 3F2； C、 1S3/2； D、 4D1/2。4、下列分子具有偶极矩，而不属于 Cnv 群的是( )。
2、A、H 2O2； B、NH 3； C、CH 2Cl2； D、H 2CCH 2。5、八面体络合物中电子结构将发生较大的畸变的是( )。 A、(t2g) 5(eg)2 B、(t2g) 3(eg)2 C、(t2g) 4(eg)2 D、(t2g) 6(eg)36、固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于A、均匀性； B、周期性排列； C、各向异性； D、有对称性。7、在7个晶系中其空间点阵型式最多的是( )。A、立方晶系； B、六方晶系； C、四方晶系； D、正交晶系。8、在金属单质中属于六方最密堆积的是( )。A、A1； B、A2； C、A3 ； D、A4。9、在 OHO 氢键中，作用最大的是( )。A
3、、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。10、当两种金属元素的电负性、化学性质和原子大小等比较接近时，容易生成( )。A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者都行。二、推断题（每题4分，共12分）1、下列原子的基态光谱支项：Si，Na，Ni，F。2、下列分子的空间构形和点群：C 6H6，C 6H5Cl，丙烯， Co(en)33+3、已知Re 2Cl82-具有重迭式结构，实验测定的 Re- Re 键(224pm)较正常单键为短。试推测： (1)分子所属点群； (2)Re-Re 之间可能的成键情况； (3)为什么不是交叉式构型？ 三、简答题（每题6分，共
4、24分）1、试从势箱中自由粒子的 Schrdinger 方程求解归纳一下简单体系的 Schrdinger 方程解法。 2、为什么说反键轨道是分子轨道中的重要内容？3、过渡金属原子簇化合物具有那些特点？4、从形成氢键的角度说明为什么水在4时密度最大？四、论述题（每题8分，共24分）1、请概括 Einstein 光子学说内容，并解释光电效应。2、试分析讨论定域 MO 与非定域 MO 关系。3、试用配位场理论举例分析配位体形成的配位场强弱（以卤素离子和 CO 为例） 。五、计算题（共20分）1、试用 HMO 法求丙二烯双自由基 CH=C=CH (1) 电子分子轨道能级能量 (2)离域能 (3) 分子
5、轨道波函数 (4) 键键级2已知金属 Ni 为 A1型结构，原子间最近接触距离为 249.2pm 试计算：（1）Ni 立方晶胞参数（2）金属 Ni 的密度（以 gcm3表示）化学化工系结构化学课程考试试卷(A)参考答案一选择题（每题2分，共20分）1、A；2、B；3、B；4、A；5、D；6、B ；7、D；8、C；9、C；10、A二、推断题（每题4分，共12分）1、解： 3P0， 2S1/2， 4F3， 2P3/22 、解：D 6h，C2v，Cs ，D 33、解：(1)D 4h （1分）(2) d x 2- y2 sp2 杂化，形成平面正方形配位（1分） ； 5 d z 2 - 5d z2形成
6、键；5d xz-5dxz，5d yz-5dyz 重迭形成二个 键（1分） ； 5d xy - 5dxy 形成 键；Re-Re 为四重键，故较正常单键短。 (3) 如果采用交叉式，则要破坏二个 键和一个 键，能量上不利（1分） 。三、简答题（每题6分，共24分）1、答：Schrdinger 方程是一个本征方程。势箱中粒子的方程是二阶常系数微分方程。求解具体步骤如下（每个答案1.5分）： 写出 的具体形式（ ） 写出微分方程的通解 根据边界条件，得到能量本征值 E 能量 E 代入 ，再用 的正交归一性，求出 的具体形式。 2、反键轨道是分子轨道中不可缺少部分；（每个1.5分）具有和成键轨道相似的性
7、质；形成化学键时反键轨道并不都处于排斥状态，有时也可形成化学键(过渡元素)；反键轨道是了解分子激发态的性质关键。3、 优良的催化剂； 具有多种键型；MM 间能形成多重键； 簇大小 ：2至数10个M； 几何构型多样化； 反应性能。（每个1分）4、从能量角度看，冰的升华热大大的大于熔化热，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（2分） 。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4时有最大密度（2分） 。四、论述题（每题8分，共24分）1、光是一束光子流，每种频率的光的
8、能量都有一个最小单位，称为光子，光子能量与光子频率成正比： =h光子的质量为 m= h/c2 （按质能联系定律 = mc 2 ） 。光子具有一定的动量 p=mc= h /c= h/光子的强度取决于单位体积内光子的数目即光子密度。上述四个内容分别说明临阈频率的存在；光照射强度大小不影响光电子动能；光电子动能随光照射频率增加而增加。 （每个2分）2、非定域 MO 变换定域 MO，是 的本征函数，是真正的 MO，定域 MO 不是。变换只改变 MO 的描述范围，不损失整体 的性质，因此总能量，电子总密度分布不变。定域 MO 是对非的一种近似，电子分布完全定域化。非定域 MO 是电子在定域内的统计平均表
9、现。MO 理论中，定 MO 与非 MO 是互相补充的。 （每个2分）3、一般含 键的配位体为强场，如：CO，CN -，NO 2-， 键的形成是影响分裂能大小的重要因素，中心离子的 d（非键）轨道可进一步与配位体形成反馈键而增加了分裂能值，是强场配位体（图示略） 。 （每个4分）而 Cl-、F -等的 p 轨道和 M 的 d 轨道形成 键，缩小了分裂能，是弱场配位体（图示略）。五、计算题（共20分）化学化工系结构化学基础课程考试试卷(B)一选择题（每题2分，共20分）1、波函数 的物理意义是：( )。A、 描述粒子运动轨迹； B、 表示电子云的图象；C、 表示粒子在空间出现的几率； D、| |2
10、表示粒子在空间区域出现的几率密度。2、下列条件不是品优函数的必备条件是 A、 连续；B、单值；C、归一；D、有限,平方可积。3、Ar 3d104s24p5原子最稳定的光谱支项是( )。A、 2P3/2； B、 3F2； C、 1S3/2； D、 4D1/2。4、下列分子中磁矩最大的是( )。(A) Li2； (B) C2； (C) C2+； (D) B2。5、SO 42 PO 43 ClO 4 dNH 4+四者中，不是 Td 点群的是( )。A、 a； B、b； C、c； D、d。6、推测下列三种络合物的 d-d 跃迁频率大小顺序 (1)六水合铁(III) (2) 六水合铁(II) (3)六氟
11、合铁(III) A、12 3 B、1 32 C、3 21 D、312 E、 21 3 7、在7个晶系中其空间点阵型式最少的是( )。A、三斜晶系； B、单斜晶系； C、四方晶系； D、六方晶系。8、在金属单质中属于面心立方最密堆积的是( )。A、A1； B、A2； C、A3 ； D、A4。9、在 OHO 氢键中，作用最小的是( )。A、静电能； B、离域能； C、排斥能； D、范德华作用能。10、与原金属相比，对物理、化学性质影响最大的合金是( )。A、金属固溶体； B、金属化合物； C、金属间隙化合物； D、三者相差不大。二、推断题（每题4分，共12分。 ）1、下列原子的基态光谱支项：Mn，
12、Nb，Ni，Br。2、下列分子的空间构形和点群：CH 4，H 2O2，SO 3，H 3C-O-CH33、推断 H-CC-H 分子的简正振动方式，并标明其红外活性或拉曼活性。三、简答题（每题6分，共24分）1、在 CuCl2晶体中 Cu2+周围有六个 Cl-配位，实验测得其中四个 Cu-Cl 键长为230pm，另外两个键长为295pm，试用配位场理论解释之。2、s-p 混杂与原子轨道杂化有什么异同？ 3、离域 键分子的共扼效应除了影响分子的构型和构象外，主要还影响物质的那几个性质？4、请简要回答晶体的共同性？四、论述题（每题8分，共24分）1、什么是光电效应？请用 Einstein 光子学说解释
13、之。2、试从第四周期过渡金属离子水化热和离子半径变化，分析配位场稳定化能（LFSE）的影响。3、试从能量角度分析 Sc 原子基态的电子组态为什么是3d 14s2?；而电离时先失去的是4s 电子，而不是3d 电子?五、计算题（共20分）1、用 HMO 方法处理亚甲基环丙烯 电子分子轨道如下：试写出久期行列式，计算离域能并绘出分子图（要求计算电荷密度、键级、自由价） 。己知 电子分子轨道波函数和分子骨干结构如下：2、Cu 3Zn 固溶体是面心立方结构，晶体密度为 8.5 gcm-3，相对原子质量分别为：Cu 63.5 ，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
14、试卷(B)答案一选择题（每题2分，共20分）1、D；2、C；3、A；4、D；5、C；6、A；7、A；8、A；9、D；10、C二、推断题（每题4分，共12分）1、 6S5/2， 6D1/2， 4F3， 2P3/22、T d，C 2，D 3h，C 2v3、34-5=7。三、简答题（每题6分，共24分）1、解：在八面体中 d 轨道分成二组，t 2g ：d xz，d yz，d xy； e*g：dx 2- y2 ,dz2 d9电子排布为 dxy2 、dyz 2 、dxy 2、 dz22、dx 2- y21 （3分）e*g 轨道上电子分布不对称，dz 22二个电子与配体斥力大，呈拉长的八面体，所以Cu-C
15、l 键长， d x2- y2上一个电子与配体的斥力小，Cu-Cl 键短（3分） 。2、s-p 混杂是指当价层2s 和2pz 原子轨道能级相近时，由它们组成的对称性相同的分子轨道，能进一步相互作用，混杂在一起组成新的分子轨道（3分） 。这种分子轨道的相互作用称为 s-p 混杂。相同点是都是轨道组合构成新的轨道，不同点是前者是分子轨道根据对称性组合成新的分子轨道，后者是不同原子轨道的杂化（3分） 。 3、 （1）电性；（2）颜色；（3）酸碱性；（4）化学反应性（每个1.5分） 。4、(1) 均匀性；（ 2）各向异性；（ 3）自发地形成多面体外形；（4）晶体具有明显确定的熔点；（5）晶体的对称性；(
16、6) 晶体对 x 射线的衍射（每个 1分） 。四、论述题（每题8分，共24分）1、光电效应是光照在金属表面表面上，使金属发射出电子的现象（每个2分） 。光是一束光子流，每种频率的光的能量都有一个最小单位，称为光子，光子能量与光子频率成正比： =h 光子的质量为 m= h/c2 （按质能联系定律 = mc2 ） 。光子具有一定的动量 p=mc= h /c= h/光子的强度取决于单位体积内光子的数目即光子密度。2、配位场稳定化能变化随 d0-d10在两种变化形式，在强场中，是以单拱曲线出现（2分） ；在弱场中，是以双拱曲线出现（2分） 。第四周期过渡金属离子水化离子都是形成弱场配位化合物，因此，其
17、过渡金属离子水化热也以双拱出现，离子半径变化根据配位场的强、弱而出现与 LFSE 相反的结果，即出现“V”型和“W”型的变化（2分） （图（2分）示略） 。3、(1)当一个电子与 Sc+(3d14s1)结合时，分两种情况其一进入 3d 轨道（4分）：E 1=Id+ J(d,d)+ J(d,s)=-4.59eV其二进入4s 轨道：E 2=Is+ J(s,s)+ J(d,s)=-6.62eV第二种情况能量降低得多。(2) 若 Sc+(3d14s2)，分两种情况电离（4分）：其一从3d 轨道电离： I1(3d)= Id-2J(d,s)= 7.98eV其二从4s 轨道电离：I 1(4s)=Is-J(d,s)-J(s,s)= 6.62eV第一种情况所需的能量多。五、计算题（共20分）
