结构化学 第五章练习题
《结构化学》(1-5章)习题答案
目录第一章答案----------------------------------------------------------------------------1 第二章答案---------------------------------------------------------------------------26 第三章答案---------------------------------------------------------------------------47 第四章答案---------------------------------------------------------------------------63 第五章答案---------------------------------------------------------------------------711《结构化学》第一章习题答案1001 (D) 1002 E =h ν p =h /λ 1003,mvh p h ==λ 小 1004 电子概率密度 1005 1-241-9--34s kg m 10626.6s kg m 100.1106.626⋅⋅⨯=⋅⋅⨯⨯==-λhp T = m p 22 = 3123410109.92)10626.6(--⨯⨯⨯ J = 2.410×10-17J 1006 T = h ν- h ν0=λhc -0λhcT = (1/2) mv 2 v =)11(20λλ-m hc = 6.03×105 m ·s -11007 (1/2)mv 2= h ν - W 0 = hc /λ - W 0 = 2.06×10-19 J v = 6.73×105 m/s 1008 λ = 1.226×10-9ｍ/10000= 1.226×10-11 m 1009 (B) 1010 A,B 两步都是对的, A 中v 是自由粒子的运动速率, 它不等于实物波的传播速率u , C 中用了λ= v /ν,这就错了。
结构化学第5章例题与习题
解之， 解之，得：c1= c2=c3 根据归一化条件， 根据归一化条件，有：
c12 + c 22 + c 32 = 1
由此求得： 由此求得： c1= c2=c3= 1 / 3 ψ1= 1 / 3 φ1+φ2+φ3） （ ）
利用分子的镜面对称性，可简化计算工作： 利用分子的镜面对称性，可简化计算工作：若考虑分子对过 C2的镜面对称，则有：c1= c3 c2=－2c1 的镜面对称，则有： － 根据归一化条件可得： 根据归一化条件可得： c = c = 1 / 6 , c = −2 / 6 波函数为： 波函数为： ψ2= 1 / 6（φ1－2φ2+φ3）
0 1 x 1 0 0
0 0 1 x 1 0
1 0 0 1 x 1
0 0 0 =0 0 1 x
5 4 3 2 1
已知丁二烯的四个分子轨道为： 例3. 已知丁二烯的四个分子轨道为：
ψ1 = Aφ1 + Bφ2 + Bφ3 + Aφ4 ψ 2 = Bφ1 + Aφ2 − Aφ3 − Bφ4 ψ3 = Bφ1 − Aφ2 − Aφ3 + Bφ4 ψ 4 = Aφ1 − Bφ2 + Bφ3 − Aφ4
H2
+
-
（σ﹡1s）0 ﹡ ）
+
（σ1s）2 ）
图（a）CO和H2的前线轨道轮廓图 ） 和 的前线轨道轮廓图
接近时， 由图可见， 分子的HOMO和H2分子的 接近时 由图可见，当CO分子的 分子的 和 分子的LUMO接近时， 彼此对称性不匹配； 分子的LUMO和H2分子的 彼此对称性不匹配；当CO分子的 分子的 和 分子的HOMO接近 接近 彼此对称性也不匹配。因此，尽管在热力学上CO加H2 （生 时，彼此对称性也不匹配。因此，尽管在热力学上 加 成烃或含氧化合物）反应能够进行，但实际上，在非催化条件下， 成烃或含氧化合物）反应能够进行，但实际上，在非催化条件下， 该反应难以发生。 该反应难以发生。 C CO O H2 Ni +
结构化学
练习题一、选择：1.下列条件不是品优函数的必备条件的是（ ）。
A ．连续 B ．单值 C ．归一 D ．有限或平方可积2. 下列算符中，哪些不是线性算符( ) a) ∇2b)d dxc)3d) xy3. 氢原子ψ321状态的角动量大小是( ) a) 3 b) 2 c) 1 d) 64. 考虑电子的自旋, 氢原子n=3的简并波函数有( )种a) 3 b) 9 c) 18 d) 1 5. 类氢原子体系ψ432的径向节面数为( ) a) 4 b) 1 c) 2 d) 06.已知一维势箱中的一个自由电子处在ψ（x ）==（2/l ）1/2.sin （nπx /l ）态（0≤x≤l ），则该电子出现在l /2和3l /4间的概率为（ ）。
A ．P=∣ψ（l/2）∣2+∣ψ（3l/4）∣2B ．P=⎰2/4/3l l ∣ψ（x ）∣2dxC ．P=⎰2/4/3l l ψ（x ）dxD ．P=⎰4/32/l l ∣ψ（x ）∣2dx7.已经ψ=R(r)Θ(ө)Φ(υ)=R(r)·Y(ө，υ)，其中各函数皆已归一化，则下列式中，成立的是 ( )。
A 、∫|ψ|2dτ=∫R 2r 2dr B 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2ψ2dr C 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2R 2dr D 、∫|ψ|2dτ=⎰∞R 2r 2dr ⎰π⎰π20Y 2sin ө d ө dυ8.电子云图是下列哪一种函数的图形（ ）。
A ．D （r ）B ψ2（r ，ө，υ）C R 2（r ）D ψ（r ，ө，υ）9.已知径向分布函数为D （r ），则电子出现在内径r 1=xnm ，厚度为1nm 的球壳内的概率P 为（ ）。
A. P=D(x+1) — D(x) B.P= D(x) C.P= D(x+1) D.P=⎰+1x xD （r ）dr10. 某原子的电子组态为1s 22s 22p 64s 15d 1，其基谱项为( ) a) 3D b) 1D c) 3S d)1S11. 在多电子原子体系中， 采用中心力场近似的Hi ˆ可以写为：------------------------- ( ) ()iiir εZemH 0π-∇π-=481 A 222ˆ()∑≠00π+π-∇π-=ji ji iiirεer εZemH ,22224481 B ˆ ()()ii iir εeσZmH 0π--∇π-=481 C 222ˆ二、填空1.已知一维谐振子的势能表达式为V=kx 2/2，则该体系的定态薛定谔方程应当为（ ）。
结构化学练习题带答案
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-Gerlach5.如果f和g是算符，则 (f+g)(f-g)等于下列的哪一个？(A)f2-g2； (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来描述；表示粒子出现的概率密度。
9.Planck常数h的值为下列的哪一个？（A）1.38×10-30J/s （B）1.38×10-16J/s （C）6.02×10-27J·s （D）6.62×10-34J·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.略 8.略 9.D 10.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1s22s22p 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) 2P；（B）1S； (C)2D； (D)3P；6.p2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/2π；（B）31/2h/4π；（C）21/2h/2π；（D）2h/2π；8.采用原子单位，写出He原子的SchrÖdinger方程。
王顺荣编高教版社结构化学习题答案第5章
因为 2 , 3 与 x 轴夹角相同，对称，则： c22 c32 （ p x 对 2 , 3 的贡献相同，且为负）
c23 c33 （ p y 对 2 , 3 的贡献符号相反）
再利用 px 的单位轨道贡献
2 3 2 3 C 22 C32 1
正振动的模式
6.核磁共振和电子自旋磁共振发生的条件是什么？它们含有那些结构信息？ 答： （1）核磁共振发生的条件：①原子核必须具有核磁性质，即必须是磁性核② 需要有外加磁场， 磁性核在外加磁场作用下发生核自旋能级的分裂，产生不同能 量的核自旋能级， 才能吸收能量发生跃迁③只有那些能量与核自旋能级能量相同 的电磁辐射才能被共振吸收。 电子自旋磁共振需要满足类似上述三个条件才能发 生，但电子本身存在固有的自旋运动。 （2） 核磁共振条件随核外化学环境变化而移动的现象为化学位移，其包含了 有关结构的信息。因化学位移的大小是由核外电子云密度决定的。就 1H-NMR 来 说，分子中影响 1H 核外电子密度的所有因素都将影响化学位移。①最重要的因 素是相邻的、具有较大电负性的原子或基团的诱导效应。②反磁各向异性效应。 ③核的自旋-自旋耦合效应。由高分辨率的共振仪测得的 NMR 共振峰通常具有精 细结构，为多重峰。在 1H-NMR 谱中，共振峰的面积与此类质子数目成正比。对 于电子自旋磁共振， 化合物的 g 因子即包含了有关未成对电子的信息，也包含了 有关化学键的信息，可用于鉴别、分析未知样品的分子结构。主要用以用以研究 自由基的结构和存在、 过渡金属离子及稀土离子的电子结构和配位环境、催化剂 活性中心位置等。
4 =
即： 1 =0.5 s +0.866 px
2 =0.5 s -0.288 px +0.817 py
结构化学答案 Chapter5
第五章 多原子分子1. 试给出等键长弯曲构型分子H 3的分子轨道和能级图; 随着键角的增大(线形化), 能级图会产生什么变化? 根据能级图, 你认为稳定的实体是H 3, 还是H 3+或H 3-?解: 与水分子相同, H 3 分子属于点群C 2v , 参加成建的原子轨道涉及三个H 原子的1s 轨道容易验证, 中间的H 原子的1s 轨道属于恒等表示A 1, 而边上的两个H 原子的1s 轨道可重新组合成分别属于A 1和 B 2的两个基函数:)11(211b a a s s +=φ )11(212b a b s s -=φ21b a E E φφ<二中间原子的1s 轨道能量介于两者之间.按照对称性原理, 属于A 1的中间原子的1s 轨道与2b φ之间无相互作用, 但与1a φ有作用. 得到两个A 1对称性的分子轨道1a 1, 2a 1. 从能级图中可以看出, B 2对称性分子轨道的能量介于两个A 1对称性的分子轨道之间.当键角增大时, 1s a 和1s b 的重叠减小, 1a φ和2b φ能量差减小, 导致B 2对称性分子轨道的能量降低.由能级图可知, B 2对称性分子轨道为HOMO 轨道, 在H 3分子中, 其上填充有一个电子, 为不稳定电子结构, H 3+才是稳定的结构.2. 若H 4具有BH 3的几何构型, 请给出分子轨道和能级图、基组态及多重度(自旋单态、三态等), 由此判断它的稳定性如何?解: 与BH 3分子相同, H 4 分子属于点群D 3h , 由于所有原子都在同一个平面内, σh 是一个平庸的对称操作, 可以直接考虑在其子群D 3下讨这一体系. 参加成建的原子轨道涉及四个H 原子的1s 轨道容易验证, 中间的H 原子的1s 轨道属于恒等表示A 1, 周围的三个H 原子的1s 轨道可重新组合成分别属于A 1和E 的两个基函数:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛c b a e e a y x 616162212103131311 按照对称性原理, 属于A 1的中间原子的1s 轨道与e x , e y 轨道之间无相互作用, 但与上述a 1轨道有作用. 得到两个A 1对称性的分子轨道1a 1, 2a 1.能级图如下:HH 43H基组态为 (1a 1)2(e x )1(e y )1, 多重度为3, 为不稳定电子构型, 倾向于失去两个电子而成为H 42+.3.若H 4具有正四面体构型, 请给出分子轨道和能级图、基组态及多重度; 你认为稳定的实体是H 4, H 4+, H 42+, H 4-, H 42-中的哪一个?解: 若H 4具有正四面体构型, 则属于T d 对称性, 四个1s 轨道重新组合成一个a 1轨道和三个t 2轨道. 若按如图所示的坐标, 容易得到所有分子轨道:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d c b a t t t a z y x 212121212121212121212121212121212221 能级图如下：基组态为 (a 1)2(t 2)2, 多重度为3, 为不稳定电子构型, 倾向于失去两个电子而成为H 42+.4. 对CH 4, 若选择一个三重轴(C -H)为z 轴, xz 平面上有两个H, 原点在C 上, 试造出分子轨道和能级图.解: 若选择一个三重轴(C -H)为z 轴, xz 平面上有两个H, 原点在C 上, 原子坐标如图所示为碳原子坐标为(0, 0, 0), 四个氢原子坐标为a(0, 0, 1), b(322, 0, -31),c(-32,36,-31), d(-32,-36,-31). 四个H 原子在组合成a 1轨道时仍然取全对称组合, 在组合成t 2轨道时, 参照第114页NH 3群轨道的构造方法, 每一原子的轨道系数各取其对应的坐标. 例如, 在构造t 2x 时,各原子轨道的系数为坐标的x 分量.d c b t x 32323222--=, 归一化后为,d c b t x 6161622--=.同理可得 t 2y , t 2z 的群轨道. 归结为1t 24HH 4⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d c b at t t a z y x 1211211211232121006161620212121212221 上述群轨道分别与C 原子的2s , 2p x , 2p y , 2p z 组合成分子轨道. 能级图如下:5. 根据题二与题三的结果, 画出Walsh 相关图，讨论H 4的几何构型(C 3v 与T d )与电子数的关系.解: 在画出Walsh 图之前, 我们先对两种结构的分子轨道的能量逐一加以比较,1a 1: 在C 3v 构型中, 周围三个H 原子的距离较远,重叠较之T d 构型要小, 故T d 构型1a 1轨道能量较低.C 3v 下的1e 和2a 1相当于T d 下的t 2轨道在子群下的分裂的结果. 显然, 1e 的能量低于t 2的能量2a 1的能量高于t 2的能量. 据此可画出Walsh 图:由上述相关图可知, H 4+, H 4取C 3v 构型, 其余取T d 构型.6. 请补充画出AH 2能级-键角相关图5.13中未画出的两条相关线: 3σg -4a 1与2σu -2b 2,预测H 2O 的激发组态(2a 1)2(1b 2)2(3a 1)2(1b 1)1(4a 1)1与(2a 1)2(1b 2)2(3a 1)2(1b 1)1(2b 2)1的几何构型:线性还是弯曲?(提示:根据反键轨道4a 1与2b 2的位相, 可以推知E 3σg (线形)>E 4a 1(弯曲), E 2σu <E 2b 2).解: 3σg , 2σu 轨道的示意图分别为:4H2t 2CCH41a 1C 3vTd显然, 当分子采取弯曲构型时, 对于3σg 轨道, 两个同位相的氢原子相互靠近, 使轨道能量下降,故E 3σg (线形)>E 4a1(弯曲);而对于2σu 轨道, 两个反位相的氢原子相互靠近, 使轨道能量升高, 故E 2σu <E 2b2. 据此可补充画出AH 2能级-键角相关图5.13中未画出的两条相关线.由上述能级相关图容易判断, H 2O 的两个激发组态的构型为: (1b 1)1(4a 1)1取弯曲结构, (1b 1)1(2b 2)1取线形结构.7. 对于CH 4, 当一个C -H 键不断缩短,直至H 与C 成为联合原子N,就得到了NH 3, 请给出CH 4与NH 3的能级相关图。
结构化学第五章练习题
第五章 多原子分子的化学键1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键，多电子离域π键，缺电子离域π键2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。
1 11 10 1 1 x x x=展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型，指出它们中心原子杂化类型，成键情况和所属分子点群。
..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+⎡⎤∞⎣⎦.杂化 2643h N SP D O O π⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦： 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解： 等性杂化：c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有py 成分：c 112+c 122=1 1s py ψ 123k k s k px k pyc c c ψφφφ=++11c =12c =2s py px 3s py px ψψ5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=116.6。
，含其中-C-H 键指向x 轴的正向，试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。
解：x两个C －H 键夹角为116.6。
cos 0.3091kl αθαα==-=-p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236所以在C-H 方向上的杂化轨道为：sp 2.2361111222122233313233=c =c =c s pxs px py s px pyc c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++22213123y 232222233323332333222221222322220.309, p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价，轨道对有相同的贡献231s px py s px py s pxψψψ+ 6. (东北师大2000) 分子离域π键的符号和久期行列式CH 2CH 2CH 2123456解：∏66x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 1 0 0 1 x 1 1 0 0 0 1 x 0 0 0 1 1 0 x 1 0 0 0 0 1 x7. (北师大96)名词解释: 休克尔近似8. (北师大96)用HMO 法处理环丙烯基正离子C 3H 3+，计算该体系的π电子离域能。
结构化学第五章习题
______________________________。
5007 O3的键角为116.8°，若用杂化轨道=c1+c2描述中心O原子的成键轨 道，试按键角与轨道成分关系式cos=-c12/c22，计算： (1) 成键杂化轨道中c1和c2值； (2) 2s和2p轨道在杂化轨道中所占的比重。
5008 已知 H2O 的键角为104.5°，O原子进行了不等性sp3杂化，其中两个 与氢原子成键的杂化轨道中，O原子的p成分的贡献为：----------------------------- ( ) (A) 0.21 (B) 0.80 (C) 0.5 (D) 0.75 ( 已知键角和轨道成分的关系式为 cos= -c12/c22 ) 5009 实验测得乙烯(C2H4)分子∠CCH=121.7°，∠HCH=116.6°，分子处 在xy平面，C═C轴和x轴平行。 试计算C 原子 sp2杂化轨道的系数。 ( 已知键角和轨道成分的关系式为 cos=-c12/c22 )
5048 已知富烯的三个能量最低的轨道为： 1=0.2451+0.5232+0.429(3+6)+0.385(4+5) 2=0.5(1+2)-0.5(4+5) 3=0.602(3-6)+0.372(4-5) 若用亲核试剂与其反应， 则反应位在：------------------------------------ ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3，6 (D) 4，5 (E) 都可能
原子的2pz轨道的线性组合， 级。
用Huckel
MO法确定该键的波函数和能
5025 用HMO法计算H═C═H双自由基的电子的分子轨道和能量，并作出 分子图。
5026 若环丁二烯是平面正方形构型， 用HMO求其电子能级及其最低能级 的分子轨道。
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第五章 多原子分子的化学键1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键，多电子离域π键，缺电子离域π键2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。
1 11 10 1 1 x x x=展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型，指出它们中心原子杂化类型，成键情况和所属分子点群。
..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+⎡⎤∞⎣⎦.杂化 2643h N SP D O O π⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦： 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解： 等性杂化：c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有py 成分：c 112+c 122=1 1s py ψ 123k k s k px k pyc c c ψφφφ=++11c =12c2s py px 3s py px ψψ5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=116.6。
，其中含-C-H 键指向x 轴的正向，试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。
解：x两个C －H 键夹角为116.6。
cos 0.3091kl αθαα==-=-p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236所以在C-H 方向上的杂化轨道为：sp 2.2361111222122233313233=c =c =c s pxs px py s px pyc c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++22213123y 232222233323332333222221222322220.309, p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价，轨道对有相同的贡献231s px py s px py s pxψψψ+- 6. (东北师大2000) 分子离域π键的符号和久期行列式CH 2CH 2CH 2123456解：∏66x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 1 0 0 1 x 1 1 0 0 0 1 x 0 0 0 1 1 0 x 1 0 0 0 0 1 x7. (北师大96)名词解释: 休克尔近似8. (北师大96)用HMO 法处理环丙烯基正离子C 3H 3+，计算该体系的π电子离域能。
解：见第2题，少1个电子9. (北师大2000)简述杂化轨道和分子轨道的相似点和不同点。
解：相似点：都是原子轨道的线性组合，不同点：杂化轨道是同一原子的原子轨道进行组合，得到的仍是原子轨道。
而分子轨道是不同原子的原子轨道进行组合，得到的是分子轨道。
10. (北师大04)某杂化轨道可表示为1122x y p p ψ=++ψ属于什么杂化？解：α/β=0.5/0.5=1 sp 杂化11. (北师大)已知富烯123456的三个能量最低的π分子轨道↑↓0.30.50.4()0.4(φφφφφφψ+++++↑↓１１２３６４５ ＝）0.50.5-0.5(φφφφψ++↑↓２１２４５ ＝）0.6(-)0.4(-φφφφψ+３３６４５ ＝）计算各原子上的π电子密度，键级，自由价，做出该分子图，并说明若用亲电试剂与其反应，反应位置在哪里？ 解：q 1= 2*0.32+2*0.52+2*02=0.68p 12=2*0.3*0.5+2*0.5*0.5=0.8 Fr=N max -rs P ∑=4.732-(3+0.8)=0.93212.(北师大95)用HMO 处理环丙烯基阳离子,它的离域能是(C) A.0 B.4β C. 2β D. α-2β 解：E 1=α+2β E 2= E 3=α-β阳离子：2个π电子，E D π=2α+4β E L π=2α+2β DE π=2β 13.(南京大学01)(1)下列分子中π电子HOMO 轨道为简并能级的是(A) A.苯 B. C 3H 3+(正三角形) C.丁二烯 D.环丁二烯(长方形)(2)在HMO 近似下,富烯123456三个能量最低的π电子轨道为ij k ki kj kP n c c =∑2ik kikq n c=∑↑↓0.30.50.4()0.4(φφφφφφψ+++++↑↓１１２３６４５ ＝）0.50.5-0.5(φφφφψ++↑↓２１２４５ ＝）0.6(-)0.4(-φφφφψ+３３６４５ ＝）由此可推断出键长最大的化学键为(C) A.1-2 B.2-3(2-6) C.3-4(5-6) D.4-5 解：求键级，找键级最小的。
14.(中山大学99) AlF 63-离子中心Al 3+原子杂化轨道为sp 3d 2几何构型为（正八面体）,分子点群为(O h )15.(中山01)下列哪些分子中形成43π离域键(B,C)A. NO 2B. O 3C. 2H C CH Cl =-D. 22CH CH CH +=-16. (中山97)1,3,5-己三烯的合环反应,在加热条件下为(对)旋关环, 丁二烯在光照的条件下为(对)旋关环。
17.(中山98)(1)前线轨道指的是（最高占据轨道和最低空轨道） (2)己三烯在（光照）条件下进行顺旋闭环反应(3)(CH 3)2SnF 2的杂化形式为（sp 3） ,其几何构型为（四面体）,属于（C 2v ）点群。
(4)环戊二烯负离子中含有的大π键为（π56）, 其Huckle 行列式为（） 18.(南开96)在①H 3C-Cl ②H 2C=CHCl 和③HC ≡CCl 三个分子中,C-Cl 键键长的长短顺序为（①>②>③）[③中有2个π34]19.(南开04)用HMO 法计算苯的π分子轨道(未按能级顺序排列,未归一化)如下123456123456123456423565235661234562222Φ=ψ+ψ+ψ+ψ+ψ+ψΦ=ψ-ψ+ψ-ψ+ψ-ψΦ=ψ+ψ-ψ-ψ-ψ+ψΦ=ψ-ψ+ψ-ψΦ=ψ+ψ-ψ-ψΦ=ψ-ψ-ψ+ψ-ψ-ψ１２３①归一化各π分子轨道波函数 ②计算离域能③计算电荷密度,键级和自由价并画出分子图 解：例如，归一化Φ31234562(22)(411411) 1 c c c Φ=ψ+ψ-ψ-ψ-ψ+ψ+++++==３20.(南开02)用HMO 方法处理烯丙基自由基(22H C HC CH -=)，求其π分子轨道及相应的轨道能以及离域能。
解：(1) 设112233=c c c ψφφφ++久期行列式： 1 01 100 1 x x x=312320, 0, , , x x x Ex E E E ααααβ-==-==+==展开得： 解得根据 (2) 求解波函数将1x E =对应）代入久期方程得1212323 0 (1) 0 (2) 0 (3)c c c c +=+== 还有一个条件222123c c c 1 (4)++=213231222111123 211(4) 2 1 , 22c c c c c c c c c c c ==∴=++====由(1)得：由(3)得：代入112311=222ψφφ++ 将20(x E =对应）代入久期方程得213132=0 (1)0 (2) 0 (3)c c c c c c +=⇒=-= 代入(4)得：2213131 c c c c +===213)ψφφ-将3x E =对应）代入久期方程得1212323 0 (1) 0 (2) 0 (3)c c c c +=+==213231222111123 11(4) 2 1 , 222c c c c c c c c c c ==∴=++===-=由(1)得：由(3)得：代入312311=222ψφφ-+ 最后结果：332211- 222) E E ψφφαψφφα=-=↑１２３１３＝＋1111 22E ψφφα=+↑↓１２３＝＋ (3) 求离域能DE π=E D π-E L π=［2(α)+ α］-[2(α+β)+ α]=0.828 β21.(南开98,北大96) O 3的键角θ=116.8。
，若用杂化轨道φ=C 1Ψ2s +C 2Ψ2p （未归一化）描述O 原子的成键原子轨道，试按键角与轨道成分关系cos θ=2122C -C计算（1）成键轨道中的组合系数C 1和C 2值（2）成键杂化轨道φ中s 成分百分数和p 成分百分数 （3）被孤对电子对占据的杂化轨道的具体形式 解：(1)2221122222221212c cos116.8=- 0.4509c 1 0.3108 0.6892c c c c c c =+===(2) s 成分百分数为31.08%, p 成分百分数为68.92%.(3) 孤对电子对占据的杂化轨道的s 成分为: α=1-2*0.3108=0.3708, p 成分为: β=1-0.3708=0.6292β/α=1.6969， 所以其杂化形式为sp 1.6969。
22. (南开00)已知丁二烯分子轨道和能级如下414134340.372+0.6020.602 +0.372 E =+1.6180.6020.372-0.372-0.602 E =+0.618 0.602-0.372-0.372+0.602 E =-0.618 =0.372-0.6020.602 -αβαβαβψΦΦΦΦψΦΦΦΦψΦΦΦΦψΦΦΦ１１２３２１２３１２３１２３＝＋＝＋＝＋440.372 E =-1.618αβΦ(1) 求丁二烯处于第一激发态时各原子上的π电荷密度，相邻原子间的π键级，各碳原子上的自由价，画出分子图。
(2) 丁二烯由基态变到第一激发态时各相邻碳原子间键长变大还是变小?解：见教材和作业 23.(南开93)(1) φai 代表a 原子的i 原子轨道, i 1=C ni a i ψ=Φ∑表示下面哪一个(φai 代表不同角量子数的原子轨道) (b)a.LCAOb.杂化轨道c.分子轨道波函数d.a 原子价键轨道波函数 (2)对于丁二烯(碳原子骨架C-C-C-C)进行HMO 计算,得π分子轨道波函数如下(其中AB 均代表正数)443444A +B B +A B A -A -B B -A -A +B =A -B B -AψΦΦΦΦψΦΦΦΦψΦΦΦΦψΦΦΦΦ１１２３２１２３１２３１２３＝＋＝＋＝＋试用A,B 粗略表示丁二烯基态时各碳原子上的电荷密度q 1= q 2= q 3= q 4=及各碳原子间的键级 p 12= p 23= p 34= 解：q 1=2(A 2+B 2) q 2=2(A 2+B 2) q 3, q 4相同P 12=2(AB+BA)=4AB P 23=2(B 2-A 2) P 34=2(BA+AB)=4AB 24.(南开05)利用休克尔分子轨道法求烯丙基正离子(CH 2=CH-CH 2+) 的 ①π分子轨道能级, ②π分子轨道波函数, ③离域能 ④画出分子图(标出电荷密度,键级和自由价) 25.(河大91)O 3的结构为 O∙∙O O∙∙属于π34键,试用Huckel 分子轨道法写出O 原子3个p z 轨道线性组合形成三个π分子轨道的久期行列式, 计算三个π分子轨道的本征值(能量E)，画出相应的能级图和π电子填充情况。