结构化学期末试题1

西南大学 结构化学期末考试试卷（ A )卷

一、单选题 （30）

1、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是（ ）

（A ）)3(xz d ? （B ）)3(yz d ? （C ）)3(xy d ? （D ）)3(2z d ? 2、如果0E 是一维势箱中电子最低能态的能量，则电子在E 3能级的能量是（ ）

（A ）20E （B ）40E （C ）90E （D ）180E

3、化合物CO 2、CO 和（CH 3）2CO 中，碳氧键键长是（ ）

（A ）CO 最长，CO 2最短 （B ）CO 2最长，（CH 3）2CO 最短

（C ）一样长 （D ）CO 最短，（CH 3）2CO 最长

4、测不准关系的含义是指（ ）

(A ) 粒子太小，不能准确测定其坐标； （B ）运动不快时，不能准确测定其动量

(C ) 粒子的坐标的动量都不能准确地测定； （D ）不能同时准确地测定粒子的坐标与动量

5、下列状态为氢原子体系的可能状态是（ ）；该体系能量为（ ）：

A 、2ψ310+3ψ41-1

B 、2ψ221+3ψ32-1

C 、2ψ21-1+3ψ342+3ψ410

D 、3ψ211+5ψ340+5ψ210

6、类氢体系的某一状态为Ψ43-1，该体系的能量为（ ）eV ，角动量 大小为（ ）， 角动量在Z 轴上的分量为（ ）。

A 、-R/4

B 、-R/16

C 、-2R/9、

D 、 -h/2π

E 、-h/π

F 、-2h/2π

/2 /2/2H I πππ5、

7、 下列算符为线性算符的是：（ ）

A 、sine x

B 、d 2/dx 2

D 、cos2x 8、通过变分法处理氢分子离子体系，计算得到的体系能量总是：（ ）

A 、等于真实体系基态能量

B 、大于真实体系基态能量

C 、不小于真实体系基态能量

D 、小于真实体系基态能量

9、对于SP 杂化轨道：Ф1=C 11фs +C 12фpx

Ф2=C 21фs +C 22фpx

其归一化条件是指：（ ）

A 、C 112+C 122=1

B 、

C 212+C 222 =1 C 、αk /βk =1/2

D 、C 112+C 212=1

10、红外光谱由分子内部（ ）能量跃迁引起。

A 、转动

B 、电子-振动

C 、振动

D 、振动-转动

11、晶包一定是一个：（ ）

A 、八面体

B 、六方柱体

C 、平行六面体

D 、正方体

12、已知类氢波函数ψ2px 的各种图形，推测ψ3px 图形，下列结论不正确 的是（ ）：

A 、角度部分图形相同

B 、电子云相同

C 、径向分布不同

D 、界面图不同

13、假设有一AB 晶体，属于正交底心，每个晶胞中有两个A 原子和2个B 原子，若A 原子的坐标是（000），（1/2 1/2 0），一个B 原子的坐标是（1/4 1/4 1/2），则另一个B 原子的分数坐标应是（ d ）。

A (1/2 1/2 0)

B (1/2 0 1/2)

C (1/2 1/2 1/2)

D (3/4 3/4 1/2)

14、根据正当单位选取原则，下列各组平面格子属于正当格子的组是（ c ）。

(1) 正方及其带心格子 (2) 六方及其带心格子

(3) 平行四边行及其带心格子 (4) 矩形及其带心格子

A (1)(3)(4)

B (1)(2)(4) C(4) D(1)(3)

15.、Fe 的电子组态为[Ar]3d 64s 2,其能量最低的光谱支项为( )

A. 5D 4

B. 3P 2

C. 5D 0

D. 1S 0

二 填空题 （20 ）

1、氢原子光谱实验中，波尔提出原子存在于具有确定能量的 （ ），此时原子不辐射能量，从（ ）向（ ） 跃迁才发射或吸收能量；光电效应实验中入射光的频率越大，则（ ）越大。

2、定态指某状态的电子在空间某点的（ ）不随着时间的变化而变化。

3、CO 的电子组态为1σ22σ23σ24σ21π45σ2，则前线轨道是（ ）、（ ）。

4、（312）晶面在a 、b 、c 轴上的截距分别为( )，( )， ( )。

5、NaCl 晶体中负离子的堆积型式为( )，正离子填入( )的空隙中，CaF 2晶体

中负离子的堆积型式为( )，正离子填入( )的空隙中。

6、np 2组态的光谱项为（ ）、（ ）、（ ）。

7、晶体宏观外形中的对称元素可有（ ）、（ ）、（ ）、 （ ）四种类型；

8, 能量为100eV 的自由电子的德布罗依波波( )cm.

9、晶体中可能存在的独立的宏观对称元素是( )共8种。

10、氟原子的基态光谱项为( )

三 简答题 （ 20 ）

1. 通过一维势箱的解，可以得出哪些重要结论和物理概念？

2. 怎样表示一个电子的运动状态？怎样表示原子的整体状态？光谱项，光谱支项 各代表什么含义？（5分）

3. 什么是分子轨道对称性守恒？

4. 什么是离子极化？

四、列出下列分子的对称元素,并确定分子所属点群.(10分)

CH 2Cl 2(1) Cl

NH 3NH 3

NH 3

NH 3Co

(2)

(３) CBr 4 (4) OCS

五、计算（10分）

一类氢离子的波函数Ψn.l.m 共有二个节面，一个是球面，另一个是XOY 面，这个波函数的,n m l , 分别是多少？

六、光谱项推求 （10分 ）

（1）、已知Rh 的价电子组态为s 1d 8，求它的基谱支项。

（2）、求V(Z=23)原子基态时的最稳定的光谱支项。

答案

一 选择题

1--5 DCDD /AE 6--10 BHD /C C AD 11--15 C B D CA

二 填空题

1、定态 基态 激发态

2、 几率密度

3、5σ 1π

4、1/3 ， 1 ， 1/2 。

5、 A1（或面心立方） ， 八面体 简单立方 ， 立方体

6、 1D 1S 3

P 7、旋转轴 反映面 对称中心 反轴 8、122.5pm 9、1，2，3，4，6，4，m, i 。 10、2p 3/2;

三 简答题

1. 重要结论：1．粒子在势箱中没有经典的运动轨道，而是以不同的几率密度出现在箱内各点。2 零点能。3 能量量子化。4波函数的正交归一性。

物理概念：节点，节面，玻尔对应原理，离域效应，量子效应，简并态，简并度。

2. 用n l m m s 描述核外一个电子的运动状态，用L S J M J 表示原子的整体状态。由于电子之间的相互作用，每一个电子组态分解为不同的光谱项L S 1

2+，又由于轨道运动和自旋运动的相互作用，每一个光谱项又分为若干个

能级只有微小差别的光谱支项J S L 12+ 。 3. 分子轨道对称性守恒：在基元反应中,反应物的分子轨道以对称性不变的方式转化为产物的分子轨道.

4. 离子极化：在电场作用下，离子的电子云变形，偏离球对称，产生诱导偶极矩.在离子化合物中，离子极化的电场作用来自于异号离子. 尽管正负离子是互相极化的,但正离子电价越高半径越小,电子云越不易变形,倒是极化负离子的能力更强;负离子电价越高半径越大,电子云越容易变形,更易被极化.所以,通常把正离子视为极化者,负离子为被极化者.

四、列出下列分子的对称元素,并确定分子所属点群.(10分)

CH 2Cl 2(1)

对称元素为：C 2, 2v σ 分子所属点群为：v C 2 Cl

NH 3NH 3

NH 3

NH 3Co

(2)

对称元素为：C 4, 4v σ 分子所属点群为：v C 4

(３)CBr 4

对称元素为：4C 3,3C 2,6d σ 分子所属点群为：T d

(4 ) OCS

对称元素为：∞C ,v σ∞ 分子所属点群为：v C ∞

五 解：波函数的节面数为n-1个，现有两个节面，3,21==-n n 。

径向部分节面是球面，XOY 平面是角度部分的一个节面，因此，1=l ，h M 2=

在XOY 节面上0=?，即0),(=φθY ，与z 轴夹角为90ο，0290cos ===h

M M M z z ο ,0==mh M z 所以0=m 。

六． （1）解: 根据Rh 的价电子组态为s 1d 8

，M L 最大为3，所以L=3；M S 最大为3/2，所以S=3/2;

J=9/2,7/2,5/2,3/2, 电子组态半满后，J=9/2。因此Rh 的价电子组态为s 1d 8的基谱支项

2S+1L J 为4F 9/2 。

（2）解：V ：[Ar]4S 23d 3，找出M S 最大时的M L 最大的状态

M L 最大=2+1+0=3，所以L=3 ； S=3/2, J=9/2,7/2,5/2,3/2 , 3d 3为半满前J=3/2。

所以最稳定的光谱支项为4F 3/2 。