结构化学自测题26081.doc

1、结构化学自测题* (2004.08.08)一. 填空题(1) 微观粒子运动的量子力学共性有 ， 和 。测不准关系式为 ，这一关系的存在是微粒具有 的结果。(2)动能为 100eV 的自由电子的波长 = m。动能为.eV 的自由中子的波长 = m。能量等于光子的波长 = m。处于波尔轨道(n=100)的电子的波长 = m。质量为 0.3kg 、速度为510ev10m/s 的小球的波长 = m。(3) 激光器给出一功率为 1KW,波长为 10.6 的红外光束，它每秒发射的光子数= 个。若输出的光子2CO全被 的水吸收,它将水温从 20升高到沸点需时 s 。31d（4）量子力学的几个假设有 ， ，和

2、 。（5）函数 称为 的 函数。*)x（ )（6）微观粒子的运动状态可用 描述，波函数必须满足 ，和 三个条件，称之为 函数。（7） = ，是 算符；能量算符 = 2 AH。坐标算符 = 。时间算符 = 。xt（8）动量算符 = ， = ， = ， = ，ApAypAzpA2p= ， = ， = 。xMzM（9）若力学量算符 作用到函数 上，有 ，且 是一常数，则所述方程称为 F()nx()nnFxx（ nF方程， 称为 值， 就是属于力学量算符 、本征值 的 函数。n（10）算符 作用到其本征函数 上，所得函数的本征值为 。算符 作用224dax2axe Axp到 上，可得 的本征值为 。i

3、xNeAxp（11）在边长为 a 的一维势箱中运动的粒子，当量子数 n 等于 1,2,3 时,其波函数 和能量 E 分别为 ()x和 。（12）在边长为 a 的立方势箱中运动的粒子,其能级 的简并度是 , 的23E=4hma 278hma简并度是 。（13）若一维势箱的长度为 0.1 nm , 则 n = 1 时箱中电子的德布罗依波长= m；电子从 n = 2 向 n = 1 跃迁时辐射电磁波的波长= m ；n=3 时箱中电子的动能 T = J 。(14)若一维谐振子的势能函数为 ,则该体系的定态薛定谔方程为 2()/Vxk。(15) 粒子处于定态是指 的状态。(16) 氢原子 1s 电子的电

4、离能是 13.6eV , He+ 1s 电子的电离能应是 。(17) 求解氢原子薛定谔方程时,经常采用的近似有 和 。(18) 求解氢原子的 方程时,可以得到复函数解 ,将复 函数解进行线性组合可以得到 ,依()m归一化条件 可求得 A= 。(19) 已知径向分布函数为 D（ r） ，电子出现在半径等于 x nm，厚度为 1nm 球壳内的概率 P= (20) 采用原子单位后， 的哈密顿算符 = 。2HA(21) 氢原子的 轨道波函数为 zp310002(4)(/ep(/2)coszparra则轨道能级 E = ,轨道角动量的绝对值 = 。轨道角动量 M 与 Z 轴的夹角 = ,该M轨道节面是

5、平面。(22) He 原子的哈密顿算符 = ，忽略电子互相作用时的薛定谔方程为 AH。(23) 磁量子数 m=0,主量子数 n2 的可能的原子轨道为 , 氢原子及类氢离子的 1s 电子出现在半径为 r , 厚度为 dr 的球壳内,各个方向的概率密度 。(24) 光谱项可分裂成 个光谱支项,在磁场中又分裂为 个能级。3P(25) 将电子的自旋运动和轨道运动类比,填充下表轨道运动 自旋运动角动量 M 量子数：l,m角动量平方算符 A22(1)l角动量 z 分量算符 zm()ll轨道角动量量子数m轨道磁量子数取值意义 共 个轨道,1.,ll(21)角动量的方向(26)丁二炔 分子中有 个正常离域 键

6、,它们是 和 , 分子为 CH型.。(27) 配合物中的金属原子或离子称为 , 围绕中心原子周围的带有孤对电子的分子或离子称为 ， 中直接与 配合的原子称为配位原子。(28) 电价配合物中往往含有 自旋平行电子，所以是 自旋配合物，共价配合物中往往含有 自旋平行电子，所以是 自旋配合物。(29) 晶体场理论认为：配合物中过渡金属离子的五个简并 d 轨道在 的作用下将发生 ，八面体配合物中 t2g 轨道的能量 eg 轨道的能量，四面体配合物中 eg 轨道的能量 t2g 轨道的能量 。(30) 分子轨道理论认为：中心原子的轨道与 配体群之间发生了重叠 ,形成 羰基配合物之所以稳定是由于羰基与中心原

7、子之间形成 键所致。(31) 坐标为（X，Y，Z）的点 P 经过 XY 平面的反映得到 P的坐标是 ；点 P再经过坐标原点的反演得到点 P的坐标是 。(32) 象转轴n 是对称元素 的组合元素。(33) 反式二氯乙烯分子因有对称中心而 偶极矩；顺式二氯乙烯分子因无对称中心而 偶极矩。(34) 二氯苯有三种同分异构体（邻，间，对） ，其中 偶极矩为零。(35) 内自旋酒石酸不显旋光性的原因是 。(36) 14 种空间点阵中，立方无底心型式是因为立方底心型式 ，而四方无底心型式是因为四方型式 。(37) 宏观对成类型为 D2h 点群的晶体属 晶系，特征对称元素为 ，其存在方向为 。晶胞参数特点为

8、，可能具有的点阵型式有 。(38) 晶体衍射 X 射线的两个要素是 , 。(39) 在固体能带理论中，把金属晶体中的电子看作是在固定的原子核的 及电子的 中运动。(40) 某金属单质由 6.021023 个组成，则其能带结构中 2s 能带含 个分子轨道，2s 能带全充满时需要 个电子，半充满时需要 个电子。(41) 金属单质 Mg 的能带结构中，含有电子的能带有 ， ， ，其中起成键作用的能带为 。(42) 金属单质中，金属原子之间距离越小，能带结构中能带的宽度 ，禁带宽度 。(43)根据能带理论，非导体中只有 和 ；半导体中只有 和 ，但两者间的 较非导体中的窄。导体中由于有 或 所以导体导

9、电。(44) 密置双层中，球数：四面体空隙数：八面体空隙数为 ；在 A3 型密堆积型构型中，球数：四面体空隙数：八面体空隙数为 。(45) 等径圆球密堆积的三种主要型式中，属最密堆积的型式是 。(46) A3 型密堆积中，原子的配位数 ，原子的分数坐标为 , 。晶体晶胞型式为 。(47) 在 A3 型密堆积中含有两种空隙，其中较大的空隙是 ，由 个球围成；较小的空隙是 ，由 个球围成。(48) 合金从结构上分为 和 两大类。其中组成为 AxB（1-x） 的完全互溶的置换式固体溶中，x 的值变化范围是 。(49) TiC 的熔点比 Ti 的熔点 ，Ti 的硬度比 TiC 的硬度 。(50) 离子

10、键的最基本特点是没有 和 ，它以 引力为基础。(51) 根据晶体学原理，离子晶体可以看成 的密堆积，在 因素允许的条件下，正负都将力图与 的反电荷离子接触。(52) 离子化合物一般都具有 熔点，易溶于 和熔融后 的性质。 (53) 离子晶体的晶格能是指 离子化合物中正，负离子从相互分别的 结合成离子晶体所 的能量。(54) 在晶格能计算公式中，m 称 ，它与 有关；A 称 ，它与 有关。(55) 鲍林单价离子半径与元素的 成反比，计算公式为 。(56) 根据哥希密特结晶化学定律，影响离子晶体结构的因素是 ， ，和 。(57) 离子极化就是离子的 在外电场作用下发生 的现象。(58) 离子极化增

11、强会使离子晶体的 和 产生变异。(59)分子间作用力又称 力，它有三种来源即 ， ， 。(60) 静电力是 性分子的 之间产生的吸引作用。(61) 性分子在 性分子的偶极矩电场作用下发生 产生的偶极矩称为 。(62) 靠 力形成的晶体叫分子晶体，由于这种力没有方向性和饱和性，所以分子晶体内部微粒都有形成 的趋势。(63) 在确定一些分子的模型时，其边界是由 半径决定的，分子内原子间距离则是由 半径决定的。(64) 氢键是 H 原子与 的原子形成的一种特殊作用力。(65).微观粒子运动的量子力学性质有：. ； ； 。(66) 满足. ； ； 的波函数为品优波函数。(67).拉普拉斯算符的定义为：

12、 ；2def哈密顿算符定义为 。AefH（68）.若一个算符作用在一个函数上的结果是一个与该函数 的函数，则此函数就称为该算符的一个 ，而 为 值。 （69）.由单个的受束缚粒子（势能为 V）组成的作三维运动的微观系统，设其含时波函数 ，(,)xyzt定态波函数 ，试分别对该系统建立：(,)xyz含时 schrodinger 方程： ；定态 schrodinger 方程： 。（70）.量子力学的基本假设有。 ； ； ； ； 。 （71）.在一维势箱中运动的粒子，其能量和波函数为：（72）.在三维立方箱中（边长为 a） ，质量为 m 的粒子，其在以下各运动能级上的能量为:2.选择题(1) 下列算

13、符不可对易的是 ( )A. ; B ; C ; Dyx和 yx和 Axpi和 xpy和(2) 下列函数中属于 的共同的本征函数是( )2d和A. ; B ; C ; Dkxcosikxe2kxe4kxe（3） 质量为 m 的粒子在边长为 a 的立方势箱中的能级数和状态数分别是（ ）A. 5 , 11 ; B . 6 , 17 ; C . 5 , 14 ; D. 6 , 14(4) 波函数归一化的表达式是 ( )A. ; B. ; C. ; D.20d21d21d21d量子数 n 能量 E 波函数 ()x1 E1= 1()x2 E2= 23 E3= 3()x能级 nx，n y，n z 能量 En

14、x=1,ny=1,nz=1 E111=nx=2,ny=2,nz=1 E221=nx=2,ny=2,nz=2 E222=nx=3,ny=2,nz=2 E322=(5) 下列函数中属于品优函数的是( )A. (x)= ; B. (x)=x ; C (x)=e x ; D. (x)= 1-x2xe2(6) 下列函数中不是 的本征函数的是( ) A. ex ; Bx 2 ; C3cosx ; Dsinx+cosx2d(7) 算符 作用于函数 5cosx 上,则本征值为 ( ) A. 5 ; B. +5 ; C. -1 ; D. +1 2x(8) 对原算符而言，本征函数的线性组合具有下列性质中的（ ）A

15、 .是原算符的本征函数; B.不是原算符的本征函数;C.不一定是原算符的本征函数; D.无法确定是否是原算符的本征函数.（9）能使 成为算符 的本征函数的 a 值是( )2axe2dBxA .a= ; Ba= /2 ; Ca= /4 ; Da= /6B(10) 在关于一维势箱中运动粒子的 和 的下列说法中 ,不正确的是 ( )x2A. 为粒子运动的状态函数 ;xB. 表示粒子出现的概率随 x 的变化情况;2C . 可以大于或小于零, 无正、负之分 ;x 2D.当 nx , 图像中的峰会多而密集 ,连成一片,表明粒子在 0 H2O ; CNH 3 NH3.F F(53) 在弱场八面体配合物中能发

16、生姜泰勒效应的 d 电子结构是（ ）A. ; B ; C ; D 32gt0e2gt2gt1e62gt(54) 在强场八面体配合物中，不能发生姜泰勒效应的 d 电子结构是（ ）A. ; B ; C ; D 62g0612g62g3502ge(55) 在强八面体场中，d 6 组态的 CFSE=（ ）A. 24Dq ; B. -24Dq+3P ; C-24Dq+2P ; D6Dq (56) 具有下列宏观对称类型的晶体中属三斜晶系的是（ ） ；属单斜晶系的是（ ） ；属正交晶系的是（ ） ；属立方晶系的是（ ）A. Td 点群；B.C 2v 点群; C C 2h 点群; DCi 点群(57) 下列各

17、空间点阵型式中，为立方晶系可能具有的是（ ） ；为四方晶系可能具有的是（ ） ；为单斜晶系可能具有的是（ ） 。 A.简单 P ; B体心 I ; C.面心 F ; D.底心 C(58) 金属单质中原子间的结合力是：（ ）A. 分子间作用力 ; B. 离子键 ; C共价键 ; D不同于离子键与共价键的特殊化学键(59) 把金属晶体视为三维势箱，则金属单质中电子能级是：（ ）A. 量子化的 ; B完全连续的 ; C 可近似看作是连续的 ; D无法确定(60) 配位数为 8 时测得的金属原子半径与配位数 12 时测得的金属原子半径比较：（ ）A. 配位数为 8 的原子半径值大一些 ; B配位数为

18、12 的原子半径值大一些C两者半径一样大 ; D无法比较(61) 不能形成完全互溶固溶体的体系是（括号中为原子半径值） （ ）A. Mg（1.60 ）-Cd (1.52 ) ; BAg (1.44 ) Cu (1.28A) ;0A00ACCu (1.28 )Sn (1.58 ) ; DZr (1.60 )Hf (1.59 ).0(62) 金属单质的结构问题可以看作是等径圆球密堆积问题，这是由于（ ）A. 金属键没有方向性和饱和性 ;B. 金属单质由同类原子组成，金属键没有方向性和饱和性;C. 金属单质中金属原子周围具有高配位数（812）; D. 金属单质由同类原子组成.(63) 在六种典型二元

19、简单结构型式中，CaF 2 的负离子以（ ）密堆积。A. A1 型 ; BA 3 型 ; C A2 型 ; D都不是(64) 计算离子晶体晶格能的公式为（ ）A. ; B ; C （1 ） ; D20qer0rm0qem201()AmqeNr(65) 已知某离子晶体的 r+/r-=0.631，则其正离子的配位数为（ ）A. 6 ; B 4 ; C8 ; D都不是.(66) 下列化合物的熔点和硬度次序为（ ）A. NaClKClMgO MgSSiC ; BSiCMgSMgOKClNaCl ;CSiCMgOMgSNaClKCl ; DKClNaClMgSMgOSiC(67) 下列各对离子中极化能力

20、关系对的是（ ）A. K+Ag+ ; BK +Li+ ; CBe +H2O D. CH3CH2OH 间 对 ; B. 邻 邻对 ; D. 对 邻间（71）.甘油 C3H5（OH） 3 的粘度很大的原因是（ ）A. 分子量大 ; B .分子有极性 ; C .分子间配形成多个氢键 ; D.都不是（72）.在 分子晶体中，其分子采取 型堆积的原因是（ ）2 3AA. 分子的范德华半径小 ; B. 分子量小 ; C. 分子没有极性 ; D. 分子绕重心不停旋转远动，具有球形对称效应。（73）.波长为 0.1 的光子能量为（ ）A. 1eV ; B.124eV ; C.0.12eV ; D.0A 51.

21、240ev（74）.红外光谱的波长范围是（ ）A. ; B. ; C.1cm-3cm ; D.10-4-10-3 cm010012A（75）.零点能等于（ ）. A. kT ; B. 1/2kT ; C. hv ; D. 1/2hv（76）.由纯转动光谱可得到的数据是（ ） A. 力常数 ; B .核间距 ; C.化合价 ; D.核磁矩.（77）.分子近红外光谱产生的原因是 （ ）A.电子激发 ; B.核激发 ; C.振动方式改变 ; D.转动方式改变.（78）.含有未成对电子的原子是（ ）A.反磁性的 ; B.顺磁性的 ; C.铁磁性的 ; D.超磁性的.（79）.乙醇的质子核磁共振谱有几组

22、峰（ ） A. 1 ; B. 2 ; C. 3 ; D. 4（80）.黑体辐射能是（ ） A. 量子化的； B. 连续的； C. 不能确定。（81）.光子的静止质量是（ ） A. 零； B. 与频率有关； C. 大于零。（82）.波函数 的模的平方 代表（ ）2A.微粒在空间某体积微元出现的概率 ;B.微粒在空间某体积微元出现的概率密度; C.微粒在空间的运动轨迹。（83）.波函数 归一化的条件是（ ） A. ; B. ; C. 20d21d2d（84）.如果 是量子数为 ni，n j 的一维势箱中的波函数，当 ni nj 时，满足正交性条件是（ ）,ij A. ; B. ; C. 01aij

23、xd0aijx 00aijx三.判断题（1）解氢原子或类氢离子的薛定谔方程，可以得到表征电子运动状态的所有量子数。 （ ）（2）氢原子或类氢离子的波函数有复函数和实函数两种形式。 （ ）（3）从原子轨道的角度分布图可以确定原子轨道的形状。 （ ）（4）电子云形状或原子轨道形状可用界面图表示。 （ ）（5）电子的自旋可以用地球自转类比。 （ ）（6）界面图中的正号代表阳电荷、负号代表阴电荷。 （ ）（7）电子的轨道运动和自旋运动是互为独立的。 ( ) （8）凡是全充满的电子壳层，其中所有电子的耦合结果总是 L=0，S= ，J=0。 （ ）（9）2P 0 轨道和 2Pz 轨道对应，2P +1 轨道

24、和 2Px 轨道对应， 2P-1 轨道和 2Py 轨道对应。 （ ）（10）CFT 理论认为：配合物稳定的原因是由于中央与配体间形成较强的共价键。 ( )（11）CFT 认为,电子在 d 轨道中排布的情况与和 P 的相对大小有关的,P 时采取低自旋排布.（ ）（12）CFSE 越大配合物越稳定 ,越小越不稳定.（ ）(13) 羰基配合物与不饱和烃配合物的成键情况完全相同,都形成 配键。( )（14）配位离子FeF 63-为无色,由此可估算出 Fe3+有 5 个未配对电子。 （ ）（15）用变分法求某个状态的能量，其结果不可能比该状态真实能量小。 （ ）（16）同核双原子分子中两个 2P 轨道组

25、合总是产生 型分子轨道。 （ ）（17）当两个原子轨道能量相同时，既使对称性不匹配，也能有效成键。 （ ）（18）分子轨道的定义为原子轨道的线性组合。 （ ）（19）两个原子轨道只要在分子的任一对称操作作用下具有不同的对称性，就无法有效成键。 （ ）（20）两原子轨道重叠积分的大小仅与两核间距离有关。 （ ）（21）同核双原子分子成键的 轨道都是中心对称的，而成键的 轨道都是中心反对称的。 （ ）（22）价键法认为原子具有未成对电子是化合成键的必要条件。 （ ）（23）同类型的原子轨道组合成 型成键轨道必然比相应的 型成键轨道能量低。 （ ）（24）杂化轨道是原子轨道的线性组合，所以属于分子轨

26、道。 （ ）（25）选用不同的坐标系时，本质上相同的杂化轨道具有不同的表示形式。 （ ）（26）以 X 轴为键轴时， 轨道是 轨道。 （ ）2xyd（27） 分子中净成键电子为一对 电子，无磁性。 （ ）（28）C 2 分子中净成键电子对为 1 个 电子，2 个 电子，所以有相当于 2 个未配对电子的磁性。 （ ）（29）定域、定域分子轨道在本质上来说是等价的，但非定域轨道应用范围更广更灵活。 （ ）（30）直链共轭多烯烃的 HMO 能级可能简并也可能不简并，由共价键长短决定。 （ ）（31）单环共轭多烯烃中每个电子的能量最多只能升高或降低|2| 。 （ ）（32）HMO 法既不考虑势能 V

27、的具体形式，也不需考虑哈密顿算符的具体形式。 （ ）（33）有些分子中，HOMO 同时也是 LUMO。 （ ）（34）基元反应是一步完成的反应。 （ ）（35）CH 2Cl2 分子存在 C2 轴，而 CH3Cl 分子存在 C3 轴（ ）（36）有对称中心的分子，除位于对称中心 i 上的原子外，其它原子必定成对出现。 （ ）（37）集合 对于群的乘法不能构成群。 （ ）A,Ei（38）在阿贝尔群中，群的阶数等于群的类数。 （ ）（39）IF 3 分子因有对称中心而失去旋光性。 （ ）（40）立方 ZnS 成为六种典型二元离子晶体简单结构式之一是 ZnS 是典型的离子化合物。 （ ）（41）某一元

28、素在离子晶体中的离子半径因晶体的构型不同而异。 （ ）（42）鲍林半径和哥希密特半径是离子的两个本质不同的特性常数。 （ ）（43）在离子晶体中，所有正离子都是极化者而所有负离子都是被极化者。 （ ）（44）分子间作用力有三种来源，这三种来源存在于一切分子之间。 （ ）（45）.范德华半径就是分子晶体中的分子半径。 （ ）（46）石墨可以导电，具有金属晶体的特性，由此说它属金属晶体。 （ ）（47）冰的密度比水小的主要原因是晶体内部形成了分子间氢键。 （ ）（48）光子的运动质量大小与其频率有关。 （ ）（49）中子的运动服从测不准关系。 （ ）（50）定态波函数模的平方等于含时波函数模的平方

29、，即 。 （ ）2（51）描述微观粒子的波函数 ，其含义是表示微观粒子在空间某体积微元内出现的概率。 （ ）（52）在量子力学中，系统的每个力学量都有一个相应的算符。 （ ）（53）同一能级的不同状态的数目叫能级简并度。 （ ）四. 问答题1. 写出下列分子所属点群的记号及有无偶极矩： (1) a = b = c = d (2) a = b c = d (3) a = d b = c (4) a b c d 2. 已知氢原子 ，试写出 图节点的数目、位置及形状。002130s2 2exp4rrrs23. 单电子原子是两粒子体系，请写出其薛定谔方程（选用直角坐标） 。五.计算题1. 试用 HMO 法求丙二烯双自由基 CH=C=HC (1) 电子分子轨道能级能量 , (2) 离域能 , (3) 分子轨道波函数 , (4) 键键级* 说明:此结构化学自测题摘自参考书及习题集,在此对这些作者深表感谢！