基础化学李保山第二版9-原子结构习题答案汇编
9 原子结构习题解答(p262-265)
思考题：
1. 1862年，尚古多提出了元素的性质就是原子量的变化论点，创造了一个元素螺旋图，初步提出了元素的周期性。1864年，迈尔提出了六元素表，为元素周期表提供了雏形。1865年，纽兰兹将元素按原子量次序排列发现了八音律。1869年，人们已经发现了63种元素，门捷列夫按原子量的大小和元素的化学性质之间的关系列成一张表，这便是他的第一张元素周期表。经过继续努力，1871年他发表了关于周期律的新的论文。文中他修正了1869年发表的元素周期表。在前表中，性质类似的各族是横排，周期是竖排；而在新表中，族是竖排，周期是横排，这样各族元素化学性质的周期性变化就更为清晰。同时他将那些当时性质尚不够明确的元素集中在表格的右边，形成了各族元素的副族。在前表中，为尚未发现的元素留下4个空格，而新表中则留下了6个空格。元素周期律，使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程，把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了，使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来，从而奠定了现代化学的基础。
2. 根据电子排布顺序得出，第八周期排布为：8s、5g、6f、7d、8p，s轨道2个电子、p轨道6个电子、d轨道10个电子、f轨道14个电子、g轨道18个电子，总共有50个电子，也就是八周期元素共有50个元素。
3. 在多电子体系中，由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。
在原子核附近出现的概率较大的电子，可更多地避免其余电子的屏蔽，受到核的较强的吸引而更靠近核，这种进入原子内部空间的作用叫做钻穿效应。与屏蔽效应相反，外层电子有钻穿效应。外层角量子数小的能级上的电子，如4s电子能钻到近核内层空间运动，这样它受到其他电子的屏蔽作用就小，受核引力就强，因而电子能量降低，造成E（4s） 4. [Rn] 5f146d107s27p68s2. 应该在第八周期IIA族。 5. [Rn] 5f146d107s27p3. 根据对角线规则，该元素与铅的性质最相似。 最外层的电子：7s27p3，对于7s电子n=7, l=0, m=0, ms=+1/2; n=7, l=0, m=0, ms=-1/2。对于7p电子，n=7, l=1, m=-1, ms=+1/2; n=7, l=1, m=0, ms=+1/2; n=7, l=1, m=+1, ms=+1/2; 6. 由于能级交错的原因，End>E(n+1)s。当ns和np充满时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入(n+1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个。若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E(n-1)f>E(n+1)s>Enp，在第(n+1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。同理，外数第三层电子数小于32个。 7. 元素的金属性与非金属性是指元素的得失电子能力的大小，是要通过进行相对比较，才能判断他的金属性与非金属性，金属原子易失电子而变成阳离子，非金属原子易跟电子结合而变成阴离子。元素的原子得失电子的能力与原子核对外 层电子特别是最外层电子的引力有着十分密切的关系。原子核对外层电子的吸引力的强弱主要与原子的核电荷数、原子半径和原子的电子层结构等有关。 8. Na的价电子结构为2P63S1, Mg的价电子结构为2P63S2. 所以电离一个电子后，Na离子价电子结构符合八隅定律（即与Ne的价电子结构一致）而Mg原子电离一个电子后，价电子结构为3S1，故Na比镁更易电离出一个电子，这也是钠多显正一价的原因．同理，本已经符合八隅定律的钠离子再电离一个电子是很困难的，但是价电子结构为3S1的镁离子可以轻松再电离一个电子． 9. 原子基态：原子的能量最低状态。处于基态的原子最为稳定。原子激发态：原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。处于激发态的原子是不稳定的。当原子处在激发态时，电子云的分布会发生某些变化，分子的平衡核间距离略有增加，化学反应活性增大。激发态寿命短，很容易返回到基态，同时放出多余的能量。 10. 微观粒子的运动具有波粒二象性，遵循测不准原理。 11. 波尔理论不能反映微观粒子运动的波粒二象性，不遵循测不准原理。在量子力学中，得不到一个电子的轨迹的，我们在描述核外电子时，是以它在某位置出现的概率来表示，形象直观的表示方法即电子云，云的密集程度表达了出现概率的大小。 12. 量子化与量子数：在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定。这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化；量子数是量子力学中表述原子核外电子运动的一组整数或半整数。因为核外电子运动状态的变化不是连续的，而是量子化的，所以量子数的取值也不是连续的，而只能取一组整数或半整数。量子数包括主量子数n、角量子数l、磁量子数m和自旋量子数ms四种，前三种是在数学解析薛定谔方程过程中引出的，而最后一种则是为了表述电子的自旋运动提出的。 镧系收缩：镧系元素的原子（或离子）半径随原子序数增加而减小的总趋势。由于4f电子对s和d电子的屏蔽不完全，从镧(La)到镥(Lu)随核电荷和4f电子数的逐渐增加，有效核电荷也逐渐增加，引起整个原子体积逐渐缩小。使得铕(Eu)以后的元素离子半径接近钇(Y)，构成性质极相似的钇组元素，彼此在自然界共生，难于分离；同时还使得第三过渡系与第二过渡系的同族元素原子（或离子）半径相近，如铪与锆、钽与铌、钨与钼等，他们性质上极为相似，也常常共生而难以分离。 电离能：基态的气态原子或气态离子失去电子的过程称为电离，完成这一过程所需要的能量称为元素的电离能。 电子亲和能：气态原子（基态）获得电子成为气态负离子时所放出的能量，叫做电子亲和能。 电负性：电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强。 13. 影响电离能大小的因素是：有效核电荷、原子半径、和原子的电子构型。 14. 不相同，因为氢原子3d轨道能量高于3s轨道，因此激发到3d轨道所需能量更高。 15. 氮的最外层电子排布为2s22p3,而氧为2s22p4，氮的2p轨道处于半充满状态，能量较低，较为稳定。 16. 由于镧系收缩第五周期过渡元素的原子半径与第六周期同族元素的原子半 径非常接近，其价电子构型与原子半径都相似，因此Mo和W难分离。而Cr和 Mo没有这种现象。 17. （1）E总=1.20*107J/mol 得到每个原子的能量为E=1.99*10-17J. 由E=hc/λ 得λ=1*10-8 m=10 nm (2) 作为相对原子质量标准的那种碳原子的质量是 1.9927×10-26kg，它的1/12为 1.6606×10-27kg。所以He原子质量为 6.6424×10-27kg. λ=h/mv 得λ=0.2826nm （3）Ke的相对原子质量为83.8. 同理可得λ=0.01592nm。 18. （1）Rb大，因为Rb核外电子层数高。 （2）Y大，因为Y和Cd处于同一周期，随着核电荷数增加，原子核对外层电子的吸引增加。 （3）Br-大，因为Br-核外电子层数多。 19. 原子序数为117. 因为第七周期卤素的核外电子排布为[Rn]5f146d107s27p5.因此原子序数为86+31=117. 20. 依据为锰和氯的最高氧化值都为+7，因为他们的价电子数都为7. 锰和氯的不同为锰的价电子为3d54s2，氯的价电子为3s23p5，锰通常表现出还原性，而氯通常表现出氧化性。 21. d5; d8; d5; d3; d5; d3; d5 习题 1. 在下列各题的空线上填入适当的文字、字母或数据 (1) 每一个原子轨道要由_3_个量子数规定，它们的符号分别是_n、l、m；表 征电子自旋方向的量子数共有__2_个数值，具体数值为__±1/2_。 (2) 量子数n=3、m=0时，各轨道所填充的最多电子数是_2__；n=4、m s=－1 时， 2各亚层所填充的最多电子数之和是__16___；n=2、l=1时，可填充的最多电子数之和是_6__；n=3、l=2、m=－1时，可填充的最多电子数是___2___。 (3) 原子序数为47的元素，其原子核外电子排布为_[Kr]4d105s1_，价电子对应 的主量子数n为___5__，角量子数l为__0__，磁量子数m为____0___。 (4) 下列离子Rb+、Mn2+、I－、Zn2+、Bi3+、Ag+、Pb2+、S2－、Li+中： +、I－、S2－；属于18电子构型的有Zn2+、Ag+； 属于8电子构型的有Rb 3+、Pb2+_；属于9～17电子构型的有_Mn2+___。属于18+2电子构型的有_ Bi (5) 某元素原子的最外层有2个电子，其主量子数n=4，在次外层l=2的原子 轨道电子数为零。则该元素的原子序数为_20_，原子核外电子的排布式为 _[Ar]4s2___。 (6) 氢原子基态能量为E1。其2s能级相应能量为_1/4_E1；3p能级相应能量为 _1/9_E1；4d能级相应的能量为_1/16_E1；5f能级相应的能量为_1/25_E1。 (7) 玻尔(Bohr)提出氢原子的总能量表示式为_-13.6/n2_(ev)_；德布罗依 (deBroglie)提出联系微观粒子运动的波动性与粒子性特征的关系式为 __λ=h/p_。 (8) 设原子核位于x=y=z=0处，若在x=y=0、z=a附近的微体积内，s电子出现 的概率(几率)为p（仅从角度分别考虑），则该电子在x=a、y=z=0附近的微体积（大小与前述相同）内出现的概率(几率)为_p_。如果这个电子不是s电子，而是p z电子，则在上述第二个位置上出现的概率(几率)是_0__。 (9) 主量子数n=4的电子层中电子的最大容量为_32__。如果没有能级交错， 该层各轨道能级由低到高的顺序为__4s4p4d4f__，4f电子实际在第___6__周期的___镧___系元素的原子中出现。 (10) 在下列元素:Ga、B、Sb、Fr、Sc中，其原子3d亚层中只有一个d电子的 元素是__Sc__，p亚层电子数为半充满的元素是_Sb_，7s亚层电子数为1的元素是_Fr__，4p亚层电子数为1的元素是__Ga__。 2. 答案：(1)n=2,l=0,m=0,m s=+1/2或-1/2A 原子轨道的形状：球形对称；A的元素符号：Li (2)B的元素符号：He (3)A、B性质差别很大的根本原因：A原子最外层只有一个s电子，易失 去变为1s2的稳定结构，而B原子结构为1s2的稳定结构。 3. 答案：(1) 3p x、3p y、3p z；3d xy、3d xz、3d yz、3d z2、3d x y 22 (2) B> A= D> F> C> E 5. 答案：(1) 51号元素的原子核外电子排布式：[Kr]4d105s25p3 (2) 略 6. 答案：(1)错。主量子数n=1时，可有自旋相反的两个电子； (2)错。主量子数n=4时，有4s，4p，4d，4f四种原子轨道； (3)错。角量子数l=0，对应的都是s原子轨道。 7.答案：(1) Ψ1s=√1 πa03e? r a0=√1 π×（5.29）3 e?1=5.40×10?4 |Ψ1s|2=（5.40×10?4）2=2.92×10?7 (2) Ψ1s=√1 π×（5.29）3 e?2=1.99×10?4 |Ψ1s|2=（1.99×10?4）2=3.96×10?8 (3) r=0.0, 4πr2ψ2=0 r=∞, ψ=0, 4πr2ψ2=0 (4) |Ψ1s|2=2.92×10?7 P=2.92×10?7×0.50=1.46×10?7 8.答案：A.Ca B.Zn C.K D.Br 9.答案： (1)Ca 1s22s22p63s23p64s2 第四周期ⅡA (2)Co 1s22s22p63s23p63d74s2第四周期Ⅷ (3)Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5第四周期ⅦA (4)Cd 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2第五周期ⅡB (5)Bi 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p3 第六周期ⅤA 10.Be+1s22s1 C-1s22s22p3 Ne2+1s22s22p4 Mg+1s22s22p63s1 P2+ 1s22s22p63s23p1 Cl?1s22s22p63s23p6 As+1s22s22p63s23p63d104s24p2 I?1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 顺磁性的有Be+, C-, Ne2+ , Mg+ , P2+, As+ 11.答案： ?E=hυ=h c λ=6.63×10?34×3×108 193×10?9 =1.03×10?18J 因为氢与铁原子结构不同，在电子跃迁时，该电子不会受其他电子的影响。 12.答案： (1)Al 1s22s22p63s23p1 (2)?E=hυ=h c λ=6.63×10?34×3×108 395×10?9 =5.04×10?19J (3) 3d 4s 1（基态） ?E(3，1)=6.63×10?34×3×108 310×10?9 =6.42×10?19J ?E(3，4)=?E(3，1)??E(4，1)=6.42×10?19?5.04× 10?19=1.38×10?19J 3d具有更高的能量。 结构化学基础习题和答案 01.量子力学基础知识 【1.1】将锂在火焰上燃烧，放出红光，波长λ=670.8nm ，这是Li 原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的，试计算该红光的频率、波数以及以k J ·mol -1 为单位的能量。 解：81 141 2.99810m s 4.46910s 670.8m c νλ--??===? 41 71 1 1.49110cm 670.810cm νλ --= = =?? 3414123-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N s ν--==??????=? 【1.2】 实验测定金属钠的光电效应数据如下： 波长λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 光电子最大动能E k /10-19J 3.41 2.56 1.95 0.75 作“动能-频率”，从图的斜率和截距计算出Plank 常数(h)值、钠的脱出功(W)和临阈频率(ν 0)。 解：将各照射光波长换算成频率v ,并将各频率与对应的光电子的最大动能E k 列于下表： λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 v /1014s －1 9.59 8.21 7.41 5.49 E k /10 －19 J 3.41 2.56 1.95 0.75 由表中数据作图，示于图1.2中 E k /10-19 J ν/1014g -1 图1.2 金属的 k E ν -图 由式 0k hv hv E =+ 推知 0k k E E h v v v ?= =-? 即Planck 常数等于k E v -图的斜率。选取两合适点，将k E 和v 值带入上式，即可求出h 。 例如： ()()1934141 2.70 1.0510 6.60108.5060010J h J s s ---?==?-? 图中直线与横坐标的交点所代表的v 即金属的临界频率0v ，由图可知， 141 0 4.3610v s -=?。因此，金属钠的脱出功为： 341410196.6010 4.36102.8810W hv J s s J ---==???=? 【1.3】金属钾的临阈频率为5.464×10-14s -1 ，如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm 的紫外光照射该电池时，发射光电子的最大速度是多少？ 解：2 01 2hv hv mv =+ ()1 2 018 1 2 341419 312 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kg υ------??=? ??? ???????-??? ?????? =?????? ? 1 34 141 2 31512 6.62610 4.529109.109108.1210J s s kg m s ----??????=?????=? 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： （a ） 质量为10-10kg ，运动速度为0.01m ·s -1 的尘埃； （b ） 动能为0.1eV 的中子； （c ） 动能为300eV 的自由电子。 解：根据关系式： (1)3422101 6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??===??? 8 氧化还原反应习题解答(p222-226) 1. 用氧化值法配平下列各氧化还原方程式。 （1）3Cu 2S +22HNO 3 = 6Cu(NO 3)2 +3H 2SO 4 +10NO+8H 2O （2）NH 4NO 2 = N 2 + 2H 2O （3）(NH 4)Cr 2O 7 = N 2 + Cr 2O 3 +4H 2O （4）3As 2S 3 + 28HNO 3+4 H 2O = 6 H 3AsO 4 + 9H 2SO 4 +28 NO （5）K 2Cr 2O 7 + 3H 2S +4 H 2SO 4 = Cr 2(SO 4)3 + 3S + 7H 2O + K 2SO 4 （6）2Na 2S 2O 3 + I 2 = Na 2S 4O 6 + 2NaI （7）2 MnO 4－ +3 Mn 2+ +2 H 2O =5 MnO 2 +4 H + （8）4[Co(NH 3)6]2+ + O 2 +2H 2O = 4 [Co(NH 3)6]3+ + 4OH - 2. 用离子-电子法配平下列方程式。（1-11）为酸性介质，（12-14）为碱性介质 (1) Cr 2O 72－ + 3H 2O 2 + 8H + = 2 Cr 3+ + 3O 2 +7 H 2O (2) 2 MnO 4－ +5 SO 32－ +6 H + = 2Mn 2+ + 5 SO 42－ +3 H 2O (3) ClO 3－ + 6I - + 6H + = Cl - +3 I 2 + 3H 2O (4) 5NaBiO 3(s) + 2Mn 2+ +14 H + = 5Na + +5 Bi 3+ + 2 MnO 4－ +7 H 2O (5) H 2S +2 Fe 3+ = S +2Fe 2+ + 2H + (6) 3P 4(s)+20HNO 3(浓)+8 H 2O =12H 3PO 4+20NO (7) 2FeS 2+30HNO 3Fe 2(SO 4)3+30NO 2+H 2SO 4+14H 2O (8) 7PbO 2+2MnBr 2+14HNO 3 7Pb(NO 3)2+2Br 2+2HMnO 4+6H 2O (9) 28HNO 3+3As 2S 3+4H 2O 9H 2SO 4+6H 3AsO 4+28NO (10) As 2S 5+10NO 3-+10H +2H 3AsO 4+10NO 2+5S+2H 2O (11) 2Bi 3++3S 2O 32-+3H 2O Bi 2S 3+3SO 42-+6H + (12) Cl 2 + 2OH -== Cl - + ClO -+ H 2O (13) 2[Cr(OH)4]- + 3H 2O 2 + 2OH -== 2 CrO 42－ +8H 2O (14) SO 32－ + Cl 2 +2OH -==2 Cl - + SO 42－ + H 2O 3. (1)逆向进行 (2) )(0=θ /Sn n θ+24V E E 15.=++S )(=θ /Mg Mg θ-V E E 37.22-=+ )(2.370.15=-θ-θ +θV E E E 52.2=+= ∴正向进行 (3) )1.09(==θ /Br Br θ+-2 V E E )(77.0==θ /Fe e F θ-+ 2+3V E E )(32.0=0.77-1.09=-=θ-θ+θV E E E 第五章 化学反应速率及化学平衡习题 (p111-113)参考答案 1.解答：(1) 在0~2分钟内的平均反应速率为13min dm mol 125.0--??=v (2) 在第2分钟时瞬时速率需通过作图法（如右图）求得 =瞬时v 11min L mol 089.0--?? 2.解答：反应对反应物A 的反应级数为2，对反应物B 的反应级数为1，反应的速率方程为 B 2 A 9c c v = 3.解答：（1）反应对HgCl 2的反应级数为1，对-242O C 的反应级数为2，总反应级数为3； (2) 速率常数是7.6?10-3 mol -2?dm 6?s -1； (3) 当HgCl 2浓度为0.020 mol ? dm -3，-2 42O C 的浓度为0.22 mol ? dm -3时，反应速率为 136s dm m ol 104.7---???=v 4.解答：(1) 即该反应对反应物A 的级数为1，反应对反应物B 的级数为2，故反应总级数为3； (2) 反应的速率系数为 k = 2.0 mol -2 ? dm 6 ? s -1 (3) 反应速率方程：2 B A ))((0.2c c v =;当c A = c B = 0.50 mol?dm -3时，反应速率为： v = 0.25 mol?dm -3?s -1 5.解答： k 227 = 3.9 ? 10-3 dm 3 ? mol -1 ? s -1 6.解答：反应的活化能为E a = 103 kJ? mol -1 7.解答：该反应用I －催化时，其反应速率是无催化剂时的1.88 ?103倍；用酶催化时，其反应速率是无催化剂 时的5.51?108倍。 8.解答：0307.0θ=K 9.解答： 3.25θ=K ； 气态氯原子的平衡分压力为p = 1.33 ?10-3 kPa 10.解答：%50)CO (2=w %50%501)CO (=-=w 11.解答：(1) CH 4的转化率为 ? = 0.47＝47％ (2) 用尝试发求得CH 4的转化率：? ≈0.83＝83％（也可用作 图法求解,如图） 12.解答：8θ3100.4-?=K 13.解答：5θ 251006.6?=K ; 5θ 5001021.7-?=K 14.解答：(1) 03.7θ=K ; (2) c (Br 2) = 0.0043＋0.01-x = 0.0126 mol?dm -3; c (Cl 2) = 0.0043-x = 0.0025 mol?dm -3; c (BrCl) = 0.0114+2x = 0.0149 mol?dm -3 (3) 上述结果说明增加平衡系统中反应物的浓度，平衡会向正反应方向移动。 15.解答：反应商5.5416.0θ=<==K J 所以平衡将向正反应方向移动，反应中将有更多的HI(g)生成。 16.解答：θm r ΔH ＝- 317 kJ? mol -1 17.解答：4θ1012.2-?=K p Hg = 7.51 kPa 18解答： p A = 58.6 kPa; 平衡时A 的转化率为%6.70，B 的分压力为41.4 kPa 。 19.解答：(1) 68.3θ=K (2) θ84.1K J <==3.68 故平衡向正反应方向移动，说明水蒸气的加入有利于乙烷裂解。 20.解答：平衡时氨的体积分数为150.0 21.解答：(1)4θ1012.2-?=K ; (2)p Hg = 7.51 kPa ，平衡系统的总压为kPa 3.11; (3) 求得p Hg = 1.46 kPa 22.解答：(1) 1θm r m ol kJ 28.59Δ-?=G 6θ1074.9-?=K (2) θ562.0K J >=, 此时反应向逆反应方向进行。 23.解答：1θm r mol 180kJ Δ-?=H 11θm r K m ol 184J Δ--??=S 1θm r m ol kJ 0.4Δ-?-=G 65.0θ=K 24.解答：(1) x =1， y =1; (2) 反应总级数2； (3) 反应的速率系数为 k =3.408L ? mol -1? s -1 25.解答：(1) =p =8.74KPa (2) 体系中没有反应物H 2S; (3) p (H 2S)=13.7Pa ；p (H 3N)=8.76KPa (4) 998.03NH =x (5)m min =1.41×10-3g a 6 酸碱平衡习题解答(p148-149) 1. 写出下列物质水溶液的质子条件式。 解：（1） ]OH []HAc []H [-+=+ (2) ]OH []PO [3]HPO [2]PO H []H [342442- ---++++= (3) ]OH []CO []NH []CO H []H [23332--+++=+ (4) ]OH []NH []BO H []CO H [2]HCO []H [333323--++=+++ (5)设NaH 2PO 4浓度为c 1, Na 2HPO 4浓度为c 2。 以-42PO H 为零水准 2342443c ]OH []PO [2]HPO []PO H []H [-++=+---+ 以-24HPO 为零水准 ]OH []PO [c ]PO H [2]PO H []H [3414342---++=-++ 2. (1)解：因为 400 101.0K /c K 20101.0cK 87.8b w 87.8b >÷=>?=-θ θ -θ 所以可用最简式94.487.8b 101.010c K ]OH [--θ-=?== mol·dm -3 pH=14-pOH=14-4.94=9.06 (2)解：因为400101.0K /c K 20101.0cK 26.1a w 26.1a <÷=>?=-θ θ-θ 所以应用近似式：[]H +=[H +]+10-1.26[H +]-0.1×10-1.26=0 解得 [H +]=10-1.29mol·dm -3 pH=1.29 (3)解：因为20101.0K /c K 20101.0cK 35.61a w 25.102a >÷=>?=-θ θ -θ 所以可用最简式30.825.1035.6211010][---+== = θθa a K K H 0mol·dm -3 pH=8.30 (4)解：因为11.010102c K K 202.79 .131a 2 a <θ 01.4102.71a 1010 c K ]H [===--θ+ mol·dm -3 pH=4.01 3.（1）解：此溶液为0.033 mol·dm -3的H 3PO 4与0.033mol·dm -3的NaH 2PO 4混合溶液，因 结构化学复习题 一、选择填空题 第一章量子力学基础知识 1.实物微粒和光一样，既有性，又有性，这种性质称为性。 2.光的微粒性由实验证实，电子波动性由实验证实。 3.电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级？ （ A）X 射线（B）紫外线（C）可见光（D）红外线 4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的？ （ A） Zeeman （ B） Gouy（C）Stark（D）Stern-Gerlach 5. 如果 f 和 g 是算符，则(f+g)(f-g)等于下列的哪一个？ (A)f 2-g 2；(B)f2-g2-fg+gf；(C)f2+g2；(D)(f-g)(f+g) 6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的？ （ A）只有能量有确定值；（B）所有力学量都有确定值； （ C）动量一定有确定值；（D）几个力学量可同时有确定值； 7. 试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------ 8.微观粒子的任何一个状态都可以用 概率密度。 9.Planck常数h的值为下列的哪一个？ （ A） 1.38 × 10-30 J/s（B）1.38× 10-16J/s 10.一维势箱中粒子的零点能是 答案 : 1.略. 2.略. 3.A 4.D 5.B 6.D 7. 来描述；表示粒子出现的（C） 6.02 × 10-27J· s（D）6.62×10-34J· s 略8.略9.D10.略 第二章原子的结构性质 1. 用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1, m, m s）中，哪一组是合理的？ (A)2 ，1， -1,-1/2；(B)0 ， 0，0， 1/2 ；(C)3 ，1， 2， 1/2 ；(D)2 ， 1， 0， 0。 2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100 的能级上，其能量是下列的哪一个： (A)13.6Ev ；(B)13.6/10000eV；(C)-13.6/100eV；(D)-13.6/10000eV； 3.氢原子的 p x状态，其磁量子数为下列的哪一个？ (A)m=+1；(B)m=-1；(C)|m|=1；(D)m=0； 4.若将 N 原子的基电子组态写成 1s 22s22p x22p y1违背了下列哪一条？ (A)Pauli 原理；（ B） Hund 规则；（C）对称性一致的原则；（ D）Bohr 理论 5.B 原子的基态为1s22s2p1, 其光谱项为下列的哪一个？ (A) 2 P；（B）1S；(C)2D；(D)3P； 6.p 2组态的光谱基项是下列的哪一个？ （ A）3F；（B）1D；（C）3P；（D）1S； 7.p 电子的角动量大小为下列的哪一个？ （ A） h/2 π；（ B） 31/2 h/4 π；（ C） 21/2 h/2 π；（ D） 2h/2 π； 10 化学键与分子结构习题 (p324-324) 参考解答 1. 解答： RbCl 属CsCl 晶型； AgCl 属NaCl 晶型； NaI 属NaCl 晶型； CaO 属NaCl 晶型； 2.解答：（1）Ag +；(2)Li +；（3）Be 2+；（4）Cu +；(5)Fe 3+ 3.解答：（1）Si 4+的极化力远大于Na +。所以Na 的卤化物属于离子化合物，而Si 的卤化物则为典型的共价化合物。所以Na 的卤化物的熔点比Si 的卤 化物熔点高。 （2）Na 的卤化物的熔点顺序取决于卤素离子的变形性，而Si 的卤化物的 熔点顺序取决于分子间的范德华力，二者变化顺序正好相反。 4.解答：3cm g 80.6-?=ρ 5.解答：r =1.249o A 6.解答：离子的变形性和极化力都是Zn 2+>Na +，因此ZnS 因离子的极化作用而具 有较强的共价性，在水中的溶解度小，而Na 2S 中离子的极化作用小，属于离子化合物，在水中的溶解度大。 7.解答： H 2O BCl 3 PCl 5 SF 6 PH 3 HCN CO 2 O H B Cl Cl Cl P Cl Cl Cl Cl S F F F F F P H H C N H O C O 8. 答案：CS 2： VP=2 直 线 型 CH 2O ：VP=3 三 角 型 CBr 4： VP=4 四面体型 H 3O +： VP=4 三角锥型 NO 2－： VP=3 角型（或V 型） NO 3－： VP=3 三 角 型 SO 42－： VP=4 四面体型 PF 5： VP=5 三角双锥型 PO 43－：VP=4 四面体型 AlF 63－：VP=6 八面体型 SO 3 ： VP=3 三 角 型 SO 32－：VP=4 三角锥型 XeF 4 ：VP=6 正四边形 BBr 3 ：VP=3 三 角 形 PH 3 ：VP=4 三角锥型 4 化学热力学基础习题解答(p87-89) 思考题 1．解：(1) ? 原因见(3) (2) ? 原因见(3) (3) √ 确切地说，应为：恒压过程中，系统的焓变等于恒压反应热。 (4) ? H 是状态函数，任何过程都有?H ，不是只有恒压过程才有?H 。 (5) ? 原因见(7) (6) ? 原因见(7) (7) √ 应为：在某温度和标准压力下，最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。 (8) ? 由于CaCO 3的生成焓为负值，但不是由于它的分解是吸热的。 (9) ? 热化学方程式的系数影响反应的焓变值。 2．解：(1)、(2)、(5)单质的标准生成焓不等于零。 3．解：(1) 不同，因为二反应方程式中各物质前的系数不同； (2) 不同，因为二反应中Br 2的状态不同。 4．解：书写热化学方程式应注意： (1) 注明各物质前的计量系数?表明物质的量。 (2) 标明物质所处的状态(l 、g 、s)和晶形；对于溶液中的反应，还要注明物种的浓度，以aq 代表水溶液。 (3) 注明温度。(4) 标明反应热(焓变)。 5． 解：(1) ?S > 0 ; (2) ?S > 0 ; (3) ?S > 0 ; (4) ?S < 0 ; (5) ?S < 0 ; (6) ?S < 0 6． 解：(1) ?S < 0 ; (2) ?S > 0 ; (3) ?S > 0 ; (4) ?S < 0 ; (5) ?S > 0 习题 1．解：(1) ?U = Q + W = 100 – 540 = - 440 J (2) ?U = Q + W = – 100 + 635 = 535 J 2．解：(1) W = – p 外?V = – 100( 0.040 – 0.015 ) = - 2.5 kJ (2) 中间平衡态时，气体的体积为V = 33025.010 200298 314.80.2m p nRT =???= W = – p 外,1?V 1 + (– p 外,2?V 2) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0.025) = - 3.5 kJ 3．解：此过程为： )()(22l O H g O H = 解法1： 恒压过程：?H = Q = - 2.26 ? 450 = -1017 kJ ?U = ?H – (?n)RT = -1017 – ( 0 - 18 450 )? 8.314 ? (100 + 273.15) ? 10-3 = -939.4 kJ W = ?U – Q = -939.4 – (-1017) = 77.6 kJ 9 原子结构习题解答(p262-265) 思考题： 1. 1862年，尚古多提出了元素的性质就是原子量的变化论点，创造了一个元素螺旋图，初步提出了元素的周期性。1864年，迈尔提出了六元素表，为元素周期表提供了雏形。1865年，纽兰兹将元素按原子量次序排列发现了八音律。1869年，人们已经发现了63种元素，门捷列夫按原子量的大小和元素的化学性质之间的关系列成一张表，这便是他的第一张元素周期表。经过继续努力，1871年他发表了关于周期律的新的论文。文中他修正了1869年发表的元素周期表。在前表中，性质类似的各族是横排，周期是竖排；而在新表中，族是竖排，周期是横排，这样各族元素化学性质的周期性变化就更为清晰。同时他将那些当时性质尚不够明确的元素集中在表格的右边，形成了各族元素的副族。在前表中，为尚未发现的元素留下4个空格，而新表中则留下了6个空格。元素周期律，使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程，把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了，使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来，从而奠定了现代化学的基础。 2. 根据电子排布顺序得出，第八周期排布为：8s、5g、6f、7d、8p，s轨道2个电子、p轨道6个电子、d轨道10个电子、f轨道14个电子、g轨道18个电子，总共有50个电子，也就是八周期元素共有50个元素。 3. 在多电子体系中，由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。 在原子核附近出现的概率较大的电子，可更多地避免其余电子的屏蔽，受到核的较强的吸引而更靠近核，这种进入原子内部空间的作用叫做钻穿效应。与屏蔽效应相反，外层电子有钻穿效应。外层角量子数小的能级上的电子，如4s电子能钻到近核内层空间运动，这样它受到其他电子的屏蔽作用就小，受核引力就强，因而电子能量降低，造成E（4s） 习题 1. 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？ 2. 下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 3. 按分子轨道理论说明Cl2的键比Cl2+ 的键强还是弱？为什么？ 4. 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 5. 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+( ) 6. 写出O2+，O2，O2–和O22–的键级、键长长短次序及磁性。 7. 按分子轨道理论写出NF，NF+ 和NF–基态时的电子组态，说明它们的键级、不成对电子数和磁性。 8. 判断NO 和CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 9. HF分子以何种键结合？写出这个键的完全波函数。 10.试用分子轨道理论讨论SO分子的电子结构，说明基态时有几个不成对电子。 11.下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 12.OH分子于1964年在星际空间被发现。 （a）试按分子轨道理论只用O原子的2 p轨道和H原子的1 s轨道叠加，写出其电子组态。 （b）在哪个分子轨道中有不成对电子？ （c）此轨道是由O和H的原子轨道叠加形成，还是基本上定域于某个原子上？ （d）已知OH的第一电离能为13.2eV，HF的第一电离能为16.05eV，它们的差值几乎与O原子和F原子的第一电离能（15.8eV和18.6eV）的差值相同，为什么？ （e）写出它的基态光谱项。 13.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。 第八章氧化还原反应习题 (p222-226) 参考答案 1.解答：（1）3Cu2S +22HNO3 ==6Cu(NO3)2 +3H2SO4 +10NO↑+8H2O （2）NH4NO2 == N2↑+ 2H2O （3）(NH4)2Cr2O7 == N2↑+ Cr2O3 +4H2O （4）3As2S3 + 28HNO3+4 H2O ==6 H3AsO4 + 9H2SO4 +28 NO↑ （5）K2Cr2O7 + 3H2S +4 H2SO4 == Cr2(SO4)3 + 3S↓ + 7H2O + K2SO4 （6）2Na2S2O3 + I2 == Na2S4O6 + 2NaI （7）2 MnO4－+3 Mn2+ +2 H2O ==5 MnO2↓ +4 H+ （8）4[Co(NH3)6]2+ + O2 +2H2O ==4 [Co(NH3)6]3+ + 4OH- 2.解答：（1）Cr2O72－ + 3H2O2 + 8H+ ==2 Cr3+ + 3O2↑ +7 H2O （2）2 MnO4－ +5 SO32－ +6 H+ == 2Mn2+ + 5 SO42－ +3 H2O （3）ClO3－ + 6I- + 6H+ == Cl- +3 I2 + 3H2O （4）5NaBiO3(s) + 2Mn2+ +14 H+ == 5Na+ +5 Bi3+ + 2 MnO4－ +7 H2O （5）H2S +2 Fe3+ ==S +2Fe2+ + 2H+ (6) 3P4(s)+20HNO3(浓)+8 H2O ===12H3PO4+20NO↑ (7) 2FeS2+30HNO3==Fe2(SO4)3+30NO2↑+H2SO4+14H2O (8) 7PbO2+2MnBr2+14HNO3==7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6 H2O (9) 28HNO3+3As2S3+4H2O==9H2SO4+6H3AsO4+28NO↑ (10) As2S5+10NO3-+10H+==2H3AsO4+10NO2↑+5S↓+2 H2O (11) 2Bi3++3S2O32-+3H2O==Bi2S3↓+3SO42-+6H+ （12）Cl2 + 2OH-== Cl- + ClO-+ H2O （13）2[Cr(OH)4]—+ 3H2O2 + 2OH—== 2 CrO42－ +8H2O （14）SO32－ + Cl2 +2OH-==2 Cl—+ SO42－+ H2O 3.解答：（1）逆向；（2）正向；（3）正向；（4）正向 4.解答：（1）1.55V；（2）1.67V；（3）-0.17V；(4 ) 0.34V；（5）-0.40V；（6）0.56V 5.解答：（1）所以电极反应： (+) Ag++e==Ag (-) Cu2+ +2e== Cu 电池符号： (-) Cu|Cu2+(0.010mol·L-1)||Ag+(0.10 mol·L-1)|Ag (+) 电动势∶ E=0.46V （2）电极反应： (+) MnO2+ 4H++2e== Mn2++ 2H2O (-) Cl2+2e ==2C l- 电池符号： (-) Pt, Cl2(100kPa)|Cl-(12.0 mol·L-1)||Mn2+(1.0 mol·L-1),H+(12.0 mol·L-1)|MnO2(s),Pt (+) 结构化学复习题及答案 一、 填空题（每空1 分，共 30分） 试卷中可能用到的常数：电子质量（9.110×10-31kg ）, 真空光速（2.998×108m.s -1）, 电子电荷（-1.602×10-19C ）,Planck 常量（6.626×10-34J.s ）, Bohr 半径（5.29×10-11m ）, Bohr 磁子(9.274×10-24J.T -1), Avogadro 常数(6.022×1023mol -1) 1. 导致"量子"概念引入的三个著名实验分别是 黑体辐射___, ____光电效应____ 和___氢原子光谱_______. 2. 测不准关系_____?x ? ?p x ≥ ________________。 3. 氢原子光谱实验中，波尔提出原子存在于具有确定能量的（ 稳定状态（定态） ），此时原子不辐射能量，从（ 一个定态（E 1） ）向（另一个定态（E 2））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（ 能量 ）越大。 4. 按照晶体内部结构的周期性，划分出一个个大小和形状完全一样的平行六面体，以代表晶体结构的基本重复单位，叫 晶胞 。 程中，a 称为力学量算符A ?的 本征值 。 5. 方6. 如果某一微观体系有多种可能状态，则由它们线性组合所得的状态也是体系的可能状态，这叫做 态叠加 原理。 7. 将多电子原子中的其它所有电子对某一个电子的排斥作用看成是球对称的，是只与径向有关的力场，这就是 中心力场 近似。 8. 原子单位中，长度的单位是一个Bohr 半径，质量的单位是一个电子的静止质量，而能量的单位为 27.2 eV 。 9. He + 离子的薛定谔方程为____ψψπεπE r e h =-?-)42μ8(0 2 222______ ___。 10. 钠的电子组态为1s 22s 22p 63s 1，写出光谱项__2S____，光谱支项____2S 0______。 11. 给出下列分子所属点群：吡啶____C 2v ___，BF 3___D 3h ___，NO 3-_____ D 3h ___，二茂铁____D 5d _________。 12. 在C 2+，NO ，H 2+，He 2+，等分子中，存在单电子σ键的是____ H 2+____，存在三电子σ键的是______ He 2+_____，存在单电子π键的是____ NO ____，存在三电子π键的是____ C 2+__________。 13. 用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价电子组态，键级，磁性。 O 2的价电子组态___1σg 21σu 22σg 22σu 23σg 21πu 41πg 2_（[Be 2] 3σg 21πu 41πg 2）_键级__2___ ψψa A =? 8氧化还原反应习题解答(p222-226) 1. 用氧化值法配平下列各氧化还原方程式。 （1）3Cu 2S +22HNO 3 = 6Cu(NO 3)2 +3H 2SO 4 +10NO+8H 2O （2）NH 4NO 2 = N 2 + 2H 2O （3）(NH 4)Cr 2O 7 = N 2 + Cr 2O 3 +4H 2O （4）3As 2S 3 + 28HNO 3+4 H 2O= 6 H 3AsO 4 + 9H 2SO 4 +28 NO （5）K 2Cr 2O 7 + 3H 2S +4 H 2SO 4 = Cr 2(SO 4)3 + 3S + 7H 2O + K 2SO 4 （6）2Na 2S 2O 3 + I 2 = Na 2S 4O 6 + 2NaI （7）2 MnO 4－ +3 Mn 2+ +2 H 2O =5 MnO 2 +4 H + （8）4[Co(NH 3)6]2+ + O 2 +2H 2O = 4 [Co(NH 3)6]3+ + 4OH - 2. 用离子-电子法配平下列方程式。（1-11）为酸性介质，（12-14）为碱性介质 (1) Cr 2O 72－ + 3H 2O 2 + 8H + = 2 Cr 3+ + 3O 2 +7 H 2O (2) 2 MnO 4－ +5 SO 32－ +6 H + = 2Mn 2+ + 5 SO 42－ +3 H 2O (3) ClO 3－ + 6I - + 6H + = Cl - +3 I 2 + 3H 2O (4) 5NaBiO 3(s) + 2Mn 2++14 H + = 5Na + +5 Bi 3+ + 2 MnO 4－ +7 H 2O (5) H 2S +2 Fe 3+ = S +2Fe 2+ + 2H + (6) 3P 4(s)+20HNO 3(浓)+8 H 2O =12H 3PO 4+20NO (7) 2FeS 2+30HNO 3→Fe 2(SO 4)3+30NO 2+H 2SO 4+14H 2O (8) 7PbO 2+2MnBr 2+14HNO 3→7Pb(NO 3)2+2Br 2+2HMnO 4+6H 2O (9) 28HNO 3+3As 2S 3+4H 2O →9H 2SO 4+6H 3AsO 4+28NO (10) As 2S 5+10NO 3-+10H +→2H 3AsO 4+10NO 2+5S+2H 2O (11) 2Bi 3++3S 2O 32-+3H 2O →Bi 2S 3+3SO 42-+6H + (12) Cl 2 + 2OH -== Cl - + ClO -+ H 2O (13) 2[Cr(OH)4]-+ 3H 2O 2 + 2OH -==2 CrO 42－ +8H 2O (14) SO 32－ + Cl 2 +2OH -==2 Cl - + SO 42－ + H 2O 3. (1)逆向进行 (2) )(0=θ /Sn n θ+24V E E 15.=++S )(=θ/Mg Mg θ-V E E 37.22-=+ )(2.370.15=-θ-θ +θV E E E 52.2=+= ∴正向进行 (3))1.09(==θ /Br Br θ+- 2V E E )(77.0==θ /Fe e F θ-+ 2+3V E E )(32.0=0.77-1.09=-=θ-θ+θV E E E 基础化学李保山第二版-分子结构习题答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 10 分子结构45 10 分子结构习题解答(p322-325) 思考题 1. Na和Cl、F之间，K和Cl、F之间能形成离子化合物。 2. 答案： Be2+ 2电子构型；Ca2+8电子构型；Fe3+9～17电子构型； Cu+ 18电子构型；Sn2+18+2电子构型；Pb4+18电子构型； O2－8电子构型。 3．答案：S2－>K+>Na+>Mg2+ 4. Sn4+ >Fe2+ >Sn2+ >Sr2+>Ba2+ 5. S2->O2->F->Cu+ >Na+ 6. （1）半径比规则可以用来判断离子晶体的晶格类型。晶格能可以用来衡量离子键的强弱。 （2）离子极化的结果使原来的离子键向共价键方向过渡。 （3）18电子构型的正离子极化率较强；18电子构型的负离子变形性较强。 7. 答案：原子轨道的角度分布方向是一定的，共价键的形成遵循最大重叠原则，所以只能在建轴方向上才能形成稳定的共价键，因而共价键具有方向性； 每个原子的未成对电子数时一定的，有几个未成对电子就可以形成几个共用电子对，所以共 价键具有饱和性。 8. （1）由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键（头碰头），叫做σ键。当两个原子的轨道从垂直于成键原子的核间连线的方向接近，发生电子云重叠而成键（肩并肩），这样形成的共价键称为π键。 （2）单键：在价键理论中，两个原子之间如只有一对共用电子，形成的化学键称为单键。 单电子键：在分子轨道理论中，只有一个电子填入分子轨道形成的化学键称为单电子共价键。 （3）同类型的杂化轨道可分为等性杂化和不等性杂化两种。如果原子轨道杂化后形成的杂化轨道是等同的，这种杂化叫做等性杂化。如果原子轨道杂化后形成的杂化轨道中有一条或几条被孤对电子所占据，使得杂化轨道之间的夹角改变，这种由于孤对电子的存在而造成杂化轨道不完全等同的杂化，叫做不等性杂化。 9. （1）BF3键角大，因为BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形，键角为120度。PF3中，磷原子有一对孤对电子。孤对电子与单键之间的斥力使它们的分子构型为三角锥形。因此BF3键角大。（2）NH3比PH3的键角大是因为P的电负性较N小，PH3中的成键电子云比NH3中的更偏向于H，同时P-H键长比N-H键长大，这样导致PH3中成键电子对之间的斥力减小，孤对电子对成键电子的斥力使H-P-H键角更小。 （3）NH3的键角大，因为在NH3中成键的电子对都靠近电负性较大的氮原子一边，在氮原子处成键电子的相互排斥较强。但是，在NCl3中成键的电子对都被拉向电负性较大的氯原子一边（“远离”中心原子），在氮原子处成键电子的相互排斥较弱. 10. CO2中，先有一个2s电子受到激发而进入空的2p z轨道中，形成2s2p x2p y2p z中各有一个电子的激发态电子构型，然后2s2p x两条轨道杂化形成两条sp杂化轨道。这两条轨道再分别去与氧各成一个σ键（头碰头重叠），如O－C－O结构。此时C原子还有两个未参加成键的p轨道，分别与O的p轨道从侧面重叠各形成一个π键，两个π键分布于C的两侧，且所在平面互相垂直。 45 【1.1】将锂在火焰上燃烧，放出红光，波长λ=670.8nm ，这是Li 原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的，试计算该红光的频率、波数以及以k J ·mol -1 为单位的能量。 解：81 141 2.99810m s 4.46910s 670.8m c νλ--??===? 41 711 1.49110cm 670.810cm νλ--===?? 34141 23-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N s ν--==??????=? 【1.3】金属钾的临阈频率为5.464×10-14s -1 ，如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm 的紫外光照射该电池时，发射光电子的最大速度是多少？ 解：2 01 2hv hv mv =+ ()1 2 018 1 2 341419 31 2 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kg υ------??=? ??? ???????-??? ?????? =?????? ? 1 34 141 2 31512 6.62610 4.529109.109108.1210J s s kg m s ----??????=?????=? 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： （a ） 质量为10-10kg ，运动速度为0.01m ·s -1 的尘埃； （ b ） 动能为0.1eV 的中子； （ c ） 动能为300eV 的自由电子。 解：根据关系式： (1)3422101 6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??===??? 34-11 (2) 9.40310m h p λ-== = =? 习 题 1. 用VSEPR 理论简要说明下列分子和离子中价电子空间分布情况以及分子和离子的几何构型。 (1) AsH 3; (2)ClF 3; (3) SO 3; (4) SO 32-; (5) CH 3+ ; (6) CH 3- 2. 用VSEPR 理论推测下列分子或离子的形状。 (1) AlF 63-; (2) TaI 4-; (3) CaBr 4; (4) NO 3-; (5) NCO -; (6) ClNO 3. 指出下列每种分子的中心原子价轨道的杂化类型和分子构型。 (1) CS 2; (2) NO 2+ ; (3) SO 3; (4) BF 3; (5) CBr 4; (6) SiH 4; (7) MnO 4-; (8) SeF 6; (9) AlF 63-; (10) PF 4+ ; (11) IF 6+ ; (12) (CH 3)2SnF 2 4. 根据图示的各轨道的位向关系，遵循杂化原则求出dsp 2 等性杂化轨道的表达式。 5. 写出下列分子的休克尔行列式： CH CH 2 123 4 56781 2 34 6. 某富烯的久期行列式如下，试画出分子骨架，并给碳原子编号。 0100001100101100001100 001101001 x x x x x x 7. 用HMO 法计算烯丙基自由基的正离子和负离子的π能级和π分子轨道，讨论它们的稳定性，并与烯丙基自由基相比较。 8. 用HMO 法讨论环丙烯基自由基C 3H 3·的离域π分子轨道并画出图形，观察轨道节面数目和分布特点；计算各碳原子的π电荷密度，键级和自由价，画出分子图。 9. 判断下列分子中的离域π键类型： (1) CO 2 (2) BF 3 (3) C 6H 6 (4) CH 2=CH-CH=O (5) NO 3 － (6) C 6H 5COO － (7) O 3 (8) C 6H 5NO 2 (9) CH 2＝CH －O －CH ＝CH 2 (10) CH 2＝C ＝CH 2 10. 比较CO 2, CO 和丙酮中C —O 键的相对长度，并说明理由。 11. 试分析下列分子中的成键情况，比较氯的活泼性并说明理由： CH 3CH 2Cl, CH 2=CHCl, CH 2=CH-CH 2Cl, C 6H 5Cl, C 6H 5CH 2Cl, (C 6H 5)2CHCl, (C 6H 5)3CCl 12. 苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱却和苯很接近，试解释此现象。结构化学基础习题及答案(结构化学总复习)
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