南开结构化学试题
结构化学 第二章练习题
第二章 原子的结构和性质1、（南开99）在中心力场近似下，Li 原子基态能量为_____R, Li 原子的第一电离能I 1=____R ，第二电离能I 2=_____R 。
当考虑电子自旋时，基态Li 原子共有_____个微观状态。
在这些微观状态中，Li 原子总角动量大小|M J |=__________。
(已知R=13.6eV ，屏蔽常数0.01,σ=0.30;σ=0.85;σ=s 1s 2s,1s 1s,2s ） 注意屏蔽常数的写法 解： Li 1s 2 2s 1()()22122-30.37.291s Z E R R R n σ-=-=-=- ()2223-0.852-0.42252sE R R ⨯==-12215.0025Li s s E E E R =+=-电离能： 1()-()A A e I E A E A ++→+=222()-()A A e I E A E A ++++→+= 第一电离能：1Li Li I E E +=- 12s Li E E +=120.4225s I E R ∴=-=第二电离能： 22231LiE R +=- 12s Li E E +=29(27.29) 5.58I R R R =---⨯=2122:12Li S S S − 2个微观状态11022S l J ===||)2J M ==(Be 原子的第一和第二电离能如何求？)2、（南开04）若测量氢原子中电子的轨道角动量在磁场方向（Z 轴方向）的分量Z M 值，当电子处在下列状态时，Z M 值的测量值为 的几率分别是多少？2221(1)(2)(3)px PZ P +ψψψ解： 2(1)10.5px Z m m ψ=±= 的几率为2211211)pxψψψ-=+2(2)00PZ Z m m ψ== 的几率为21(3)11P Z m m +ψ== 的几率为3、在下表中填写下列原子的基谱项和基支项（基支项又称基谱支项，即能量最低的光谱支项）464346433/25/29/22233:44As Mn Co O S S F P S S F P As S P P −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ↑ ↑ ↑ 原子 基谱项基谱支项 43/252565/272749/22443302255:3402239:34322:22L S J S Mn d S d L S J S Co d S d L S J F O S P P === ↑↑↑↑↑===↑↓↑↓↑ ↑ ↑ ===↑↓↑ ↑ 32112L S J P === 4、（南开04）（1）用原子单位制写出H 2+体系的Schrodinger 方程（采用固定核近似）。
(完整word版)结构化学 考卷及答案(word文档良心出品)
考试A卷课程名称结构化学一、选择题(每小题2分, 共30分)得分评卷人1. 在长l = 2 nm的一维势箱中运动的He原子，其de Broglie波长的最大值是：------------ ( )(A) 1 nm (B) 2 nm (C) 4 nm (D) 8 nm (E) 20 nm2. 立方势箱中的粒子，具有E= 的状态的量子数。
则n x、n y、n z 可以是------------ ( )(A) 2 1 1 (B) 2 3 1 (C) 2 2 2 (D) 2 1 33. 下列哪几点是属于量子力学的基本假设：----------- ( ) (Ａ) 描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的9. 通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：----------------- ( )(A) 大于真实基态能量(B) 不小于真实基态能量(C) 等于真实基态能量(D) 小于真实基态能量10. 对于"分子轨道"的定义，下列叙述中正确的是：----------------- ( )(A) 原子轨道线性组合成的新轨道(B) 分子中所有电子在空间运动的波函数(C) 分子中单个电子空间运动的波函数(D) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)11. 下面说法正确的是：----------------- ( )(A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B) 分子中若有C4，又有i，则必有σ(C) 凡是平面型分子必然属于C s群(D) 在任何情况下，=12. B2H6所属点群是：----------------- ( )(A) C2v(B) D2h(C) C3v(D) D3h(E) D3d13. 已知配位化合物MA4B2的中心原子M是d2sp3杂化，该配位化合物的异构体数目及相应的分子点群为：----------------- ( ) (A) 2，C2v，D4h(B) 2，C3v，D4h(C) 3，C3v，D4h，D2h(D) 4，C2v，C3v，D4h，D2h14．某基态分子含有离域π66键，其能量最低的三个离域分子轨道为：= 0.25 φ1 + 0.52 φ2 + 0.43 ( φ3 + φ6) + 0.39 ( φ4 +φ5)1= 0.5 ( φ1 + φ2 ) - 0.5 ( φ4 +φ5 )2= 0.60 ( φ3 -φ6 ) + 0.37 ( φ4 -φ5 )3若用亲核试剂与其反应，则反应发生在（原子编号）：------------ ( )(A) 1 (B) 2 (C) 1，2 (D) 3，6 (E) 4，515. 已知C2N2分子偶极矩为0，下列说法何者是错误的？------------- ( )共轭体系(A) 是个线型分子(B) 存在一个44(C) 反磁性(D) C—C键比乙烷中的C—C键短二、填空题(24分)得分评卷人1. 在电子衍射实验中，││2对一个电子来说，代表_____________________。
结构化学复习题及答案
结构化学复习题及答案一、选择题1. 原子轨道的波函数是关于原子核对称的，下列哪个轨道是关于z轴对称的？A. s轨道B. p轨道C. d轨道D. f轨道答案：A2. 根据分子轨道理论，下列哪个分子具有顺磁性？A. O2B. N2C. COD. NO答案：A3. 氢键通常影响分子的哪种性质？A. 熔点B. 沸点C. 密度D. 折射率答案：B二、填空题4. 原子轨道的电子云图是按照______概率密度绘制的。
答案：最高5. 根据价层电子对互斥理论，水分子H2O的几何构型是______。
答案：弯曲6. 一个分子的偶极矩为零，则该分子可能是______分子。
答案：非极性三、简答题7. 简述杂化轨道理论中sp^3杂化的特点。
答案：sp^3杂化是指一个原子的1个s轨道和3个p轨道混合形成4个等价的杂化轨道，这些杂化轨道的电子云呈四面体分布，通常用于描述四面体构型的分子，如甲烷。
8. 什么是分子轨道理论？它与价键理论的主要区别是什么？答案：分子轨道理论是一种化学理论，它将分子中的原子轨道组合成分子轨道来描述分子的电子结构。
与价键理论不同，分子轨道理论不假设电子成对形成共价键，而是将电子视为分布在整个分子空间中的分子轨道上的粒子。
分子轨道理论可以解释分子的磁性和电子的离域性，而价键理论则不能。
四、计算题9. 假设一个氢原子的电子从n=3的能级跃迁到n=2的能级，计算该过程中释放的光子能量。
答案：根据氢原子能级公式E_n = -13.6 eV / n^2，电子从n=3跃迁到n=2时释放的光子能量为ΔE = E_3 - E_2 = -13.6 eV / 3^2 - (-13.6 eV / 2^2) = 1.89 eV。
10. 计算一个CO分子的键能，已知C和O的电负性分别为2.55和3.44，CO的键长为1.128 Å。
答案：根据键能公式E = (χ1 - χ2)^2 / (4 * χ1 * χ2) * (1 - r / r0)^2，其中χ1和χ2分别是C和O的电负性，r是CO的键长，r0是C和O单键的标准键长1.43 Å。
结构化学考试题库 含具体答案
结构化学考试题库1第一部分量子力学基础与原子结构一、单项选择题（每小题1分）1．一维势箱解的量子化由来（）①人为假定②求解微分方程的结果③由势能函数决定的④由微分方程的边界条件决定的。
答案：④2．下列算符哪个是线性算符（）①exp ②▽2③sin④答案：②3．指出下列哪个是合格的波函数(粒子的运动空间为0+)（）①sinx②e -x③1/(x-1)④f(x)=e x (0x 1);f(x)=1(x 1)答案：②4．基态氢原子径向分布函数D(r)~r 图表示（）①几率随r 的变化②几率密度随r 的变化③单位厚度球壳内电子出现的几率随r 的变化④表示在给定方向角度上，波函数随r 的变化答案：③5.首先提出微观粒子的运动满足测不准原理的科学家是（）①薛定谔②狄拉克③海森堡③波恩答案：③6．立方势箱中22810ma hE <时有多少种状态（）①11②3③7④2答案：③7.立方势箱在22812ma h E ≤的能量范围内，能级数和状态数为（）①5，20②6，6③5，11④6，17答案：③8．下列函数哪个是22dx d 的本征函数（）①mxe②sin 2x ③x 2+y 2④(a-x)e -x答案：①9．立方势箱中2287ma h E <时有多少种状态（）①11②3③4④2答案：③10．立方势箱中2289ma h E <时有多少种状态（）①11②3③4④2答案：③11.已知xe 2是算符x P ˆ的本征函数，相应的本征值为（）①ih2②i h 4③4ih ④ i h答案：④12．已知2e 2x 是算符x i ∂∂-的本征函数，相应的本征值为（）①-2②-4i③-4ih④-ih/π答案：④13.下列条件不是品优函数必备条件的是（）①连续②单值③归一④有限或平方可积答案：③14.下列函数中22dx d ，dx d的共同本征函数是（）①coskx②xe-bx③e-ikx④2ikxe-答案：③215．对He ＋离子而言，实波函数||m nl ψ和复波函数nlm ψ，下列哪个结论不对（）①函数表达式相同②E 相同③节面数相同④M 2相同答案：①16．氢原子基态电子几率密度最大的位置在r ＝（）处①0②a 0③∞④2a 0答案：①17．类氢体系m43ψ的简并态有几个（）①16②9③7④3答案：①18.对氢原子和类氢离子的量子数l ，下列叙述不正确的是（）1l 的取值规定了m 的取值范围2它的取值与体系能量大小有关3它的最大取值由解R 方程决定4它的取值决定了轨道角动量M 的大小答案：②19．对He +离子实波函数py2ψ和复波函数121-ψ，下列结论哪个不对（）①Mz 相同②E 相同③M 2相同④节面数相同答案：①20．对氢原子实波函数px2ψ和复波函数211ψ，下列哪个结论不对（）①M 2相同②E 相同③节面数相同④Mz 相同答案：④21．He +体系321ψ的径向节面数为（）①4②1③2④0答案：④22．Li 2＋体系3p ψ的径向节面数为（）①4②1③2④0答案：②23．类氢离子体系Ψ310的径向节面数为（）①4②1③2④0答案：②24．若l =3，则物理量M z 有多少个取值（）①2②3③5④7答案：④25．氢原子的第三激发态是几重简并的（）①6②9③12④16答案：④26．由类氢离子薛定谔方程到R ，H ，Ф方程，未采用以下那种手段（）①球极坐标变换②变量分离③核固定近似④线性变分法答案：④27．电子自旋是（）①具有一种顺时针或逆时针的自转②具有一种类似地球自转的运动③具有一种非空间轨道运动的固有角动量④因实验无法测定，以上说法都不对。
结构化学__南开大学(5)--第六章分子对称性课堂测验
Chap6 测验
1. 写出下面分子所属点群，判断其有无极性和旋光性
1) 三乙二胺合钴离子 2) 氯仿CHCl 3 3) 六氟化硫SF 6
4) 环辛四烯 5) 1,2-二氯丙二烯 6) 氯乙烯
7) 四氟乙烯 8) 乙炔
9) 1,2-二氯丙烷 CH 3CHCH 2Cl Cl 10) 2,6-二氯萘 Cl
Cl
2. 下面几个分子中，有偶极矩的分子是?
A. 间三氯苯
B. 对二氯苯
C. 环己烷(船式)
D. 1,3,5,7-四甲基环辛四烯
3. 下面那个分子有对称中心?
A. 间三氯苯
B. 乙醛
C. 环己烷(椅式)
D. 氯乙烯 4. 环己烷(椅式)、乙烯、三乙二胺合钴离子和六氟化硫共同具有的对称元素是 A. C 2
B. C. i D. 以上都不对 5. 下面哪个分子有旋光性?
A. 间三氯苯
B. 氯乙烯
C.三乙二胺合钴离子
D. 1,3,5,7-四甲基环辛四烯。
结构化学试题(简答题与计算题) (1)
2 sin 2πx 时，动量 p 有无确定值？若 aa
有，求其确定值，若没有，求其平均值。
3．已知一维势箱的长度为 0.1 nm， 求：(1) n=1 时箱中电子的 de Broglie
波长；(2) 电子从 n=2 向 n=1 跃迁时辐射电磁波的波长；(3) n=3 时箱中电子
的动能。
4．由斯莱特规则计算 19 号元素钾的 3d 和 4s 能级能量值，从而说明钾的最
1． 写出 Li 原子基组态的一个 Slater 行列式完全波函数？
2．判断下列分子哪些是共轭分子?
若是共轭分子写出其大π键ຫໍສະໝຸດ m nCS.2SO3
PCl3
H C C C H
3．右图为金刚石晶胞在 a-b 平面上的投影图（图中的 数字为碳原子的 c 轴坐标），请用规定符号在图中标出 41，43 螺旋轴的位置，(逆时针旋转方向)，并标出菱形 滑移面的位置。并指出其点阵形式。
6．证明 sp2 杂化的各个杂化轨道是正交归一的，且满足单位轨道贡献规则。
（1
13s
2 3
px
2
1 3
s
1 6
px
1 2
py
3
1 3
s
1 6
px
1 2
py
）
7．用 HMO 方法处理丁二烯分子, 计算各分子轨道能级、波函数和电子总
能量。并计算分子处于基态、第一激发态、电离一个 π 电子变为正离子时的电荷
解：SO3: D3h;
SO32-: C3v;
CH3+: D3h ; CH3-: C3v; BF3: D3h 。
13. 证明波函数
ψg
2
1
2S 1
2
结构化学 试题及答案
结构化学试题及答案A.等于真实体系基态能量B.大于真实体系基态能量《结构化学》答案 C.不小于真实体系基态能量 D.小于真实体系基态能量一、填空(共30分，每空2分 ) 4、求解氢原子薛定谔方程，我们常采用下列哪些近似( B )。
1)核固定 2)以电子质量代替折合质量 3)变数分离 4)球极坐标 ,6,1、氢原子的态函数为，轨道能量为 - 1.51 eV ，轨道角动量为，3,2,1)2)3)4) A.1)3)B.1)2)C.1)4)D.1学号,轨道角动量在磁场方向的分量为。
5、下列分子中磁矩最大的是( D )。
: +2、(312)晶面在a、b、c轴上的截距分别为 1/3 ， 1 ，1/2 。
B.C C.C D.B A.Li22223、NaCl晶体中负离子的堆积型式为 A1(或面心立方) ，正离子填入八面体的6、由一维势箱的薛定谔方程求解结果所得量子数n，下面论述正确的是( C ) 装A. 可取任一整数B.与势箱宽度一起决定节点数空隙中，CaF晶体中负离子的堆积型式为简单立方，正离子填入立方体的22姓空隙中。
C. 能量与n成正比 D.对应于可能的简并态名3: D4、多电子原子的一个光谱支项为，在此光谱支项所表征的状态中，原了的总轨道2,,,,,7、氢原子处于下列各状态:1) 2) 3) 4) 5) ，问哪22px3p3dxz3223dzz订6,角动量等于，原子的总自旋角动量等于 2, ，原子的总角动量等于,,2M些状态既是算符的本征函数又是算符的本征函数( C )。
Mz6,，在磁场中，此光谱支项分裂出5个塞曼能级。
系A.1)3) B.2)4) C.3)4)5) D.1)2)5) 别: 11线 8、下列光谱项不属于pd组态的是( C )1/22,r/2a0(3/4,)cos,(3/4,)cos,,(r,,,,)5、= ，若以对作图，(,,,)N(r/a)e2PZ01131 A. B. C. D. PDFS则该图是电子云角度图，也即表示了电子云在方向上单位立体角内的几率(,,,)9、下列对分子轨道概念叙述正确的是( B )。
结构化学__南开大学(2)--第二章原子结构课堂测试
Chap2测试题
1．n=3时，氢原子各原子轨道含有多少个节面？画出3p z轨道的径向分布函数图和电子云黑点图；
2．已知ψ= ψ1s+ψ2s+ψ2p
z 为氢原子一种可能的状态，试计算：
(1) 将ψ归一化
(2) ψ能量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其平均值；
能量为-13.6eV 状态出现的概率为多少？
(3) ψ角动量大小有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其
均方根值；角动量大小为0的概率为多少？
(4) ψ角动量z分量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求
其平均值；角动量z分量的值不为0的概率为多少?
3．求4D谱项的总自旋角动量、总轨道角动量和总角动量大小。
4．镍(Ni)基态所包含的微观状态数是多少？写出其光谱项和光谱基项(基支项)。
5．氢原子ψ2p
x 轨道上的电子，其角动量z分量是否有确定值，其
角动量x分量是否有确定值?。
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2002级 结构化学试卷(A)
班级__________ 姓名__________ 学号__________
一、选择填空(60分)：
1．写出下列体系的Schrödinger 方程：
He +：_______________________________________________________________ H 2：______________________________________________________________
2. 某原子的一个光谱项为 3D 问此光谱项中，包含有_____个微观状态，在这些微观状态中：原子的总轨道角动量L r =_________ (h )；原子的总自旋角动量S r = ______ (h )；原子的总角动量J r 可能有哪些值？_____________________________(h )。
3. Cu 的基谱项为2S 1/2，与其基谱项不同的原子是 ( )
A. Au
B. Ag
C. K
D. Zn
4. Fe 的电子组态为：[Ar]3d 64s 2，其光谱基项为( )
A. 5D 4
B. 3P 2
C.5D 0
D. 1S 0
5. 写出d 2组态的所有光谱项__________________________根据洪特规则，能量最低的光谱项为______________。
6． 给出下列分子所属分子点群，判断其有无偶极矩和旋光性
7. NO 分子基态电子组态(分子轨道表示)为_________________________________，其键级为__________，分子有无磁性___________。
8. 如图所示的两个原子轨道沿z 方向接近时，形成( )轨道
A. σ
B. σ*
C. π
D. π*
E.对称性不匹配，不能形成有效的分子轨道。
9. 国际符号m 24相对应的点群熊夫利符号是( )
A. D 4h
B. T d
C. D 2d
D. C 4v
10. 某晶体外型为正三棱柱，问该晶体属于( )晶系
A. 立方
B. 三方
C. 四方
D.六方
11. 某晶体属立方晶系，一晶面截x 轴a /2，截y 轴b /3，截z 轴c /4，则该晶面的指标
为( )
A. (234)
B.(432)
C.(643)
D.(213)
12. MO 2晶体属立方晶系，其晶胞结构如图所示，
M 4+的分数坐标为41
4143，41
4341，43
4141和
43
4343。
晶胞中有_______个O 2-，MO 2晶体属
__________点阵型式，一个晶胞中有_______
个结构基元；一个结构基元包含的内容为
____________；一个晶胞中有_________个O 2-，
正负离子的的配位数比为_______，O 2-离子作
何种型式的堆积？____________ ；M 4+离子填入何种类型的负离子多面体空隙？_______________ ；M 4+离子占据该类负离子多面体空隙的分数是多少？______________。
已知晶胞参数a =5.80Å，O 2-离子半径为1.40Å，计算晶胞的空间利用率为________。
请画出110面上离子的排布情况(要求表示出离子的接触情况)。
____________
13. 氢原子中，函数Ψ=C 1Ψ210 + C 2Ψ311 + C 3Ψ310(其中Ψ, Ψ210 ,Ψ311, Ψ310都已归一化)所
描述的状态中，其能量平均值是_______________________________，能量为-R/4出现的几率是____________________，角动量的均方根值是多少______________，角动量值为h 2出现的几率是________________角动量z 分量的平均值是多少________角动量z 分量的值为h 出现的几率是______________。
14. KBr 晶体中，K+的半径为133pm ，KBr 的键长为328pm ，其负离子配位多面体的
形状为( )
A. 立方体
B. 四面体
C.八面体
D.三角形
10. 氢原子处在ψ310状态，请粗略地画以下波函数／电子云图形
径向密度函数R 2n,l (r)~r 图 角度分布图(Y~θφ) 电子云分布图
(用点的疏密表示，要能明确看出
角节面和径向节面)。
二、计算题(30分)
1．用HMO 法求解环烯丙基正离子(离域π键的
1) 分子轨道波函数、能级、
2) 键级、电荷密度和自由价，
3) 画出分子图。
4) 试比较环烯丙基正离子与环烯丙基负离子()的键长。
2. 钾(K)属A2型堆积，晶胞参数a =5.247Å，原子量M=39.10
①指出该晶体属于何种晶系？具有何种布拉威格子型式？
②一个结构基元代表几个金属原子？一个晶胞内含几个结构基元？
③钾(K)原子半径为多长？
④钾(K)金属晶体密度为多少？
⑤若使用波长为1.542Å的X 射线，请写出X 射线衍射粉末图中前三条谱线的衍射角和每条谱线对应的衍射指标。
3．有一微观粒子在箱长为2L 的一维势箱中运动，处在n = 2的状态中，计算：
① 粒子在0 ≤ x ≤ L/2区间中出现的几率；
② 粒子在x=L/2处出现的几率密度；
③ 粒子的能量
三、回答问题(10分)
1. 有一立方晶系的离子晶体，其晶胞中各离子的分数坐标为：
K +：21
,21
,21
； F -：21, 0, 0；0,21,0；0, 0,21
； Mn 2+：0,0,0
试问①晶体属何种点阵型式？②已知K +,F -半径大致相近,试问此两种离子联合组成了何种型式的密堆积？Mn 2+处在何种空隙里？占这种空隙的分数为多少？
2. 富烯的HMO 波函数如下：(注：未按能级排序)
φ1=0.602ψ3+0.372ψ4-0.372ψ5-0.602ψ6 φ2=0.5ψ1+0.5ψ2-0.5ψ4-0.5ψ5 φ3= 0.356ψ1-0.663ψ2+0.439ψ3-0.154ψ4-0.154ψ5+0.439ψ6
φ4= 0.709ψ1-0.180ψ2-0.377ψ3+0.301ψ4+0.301ψ5-0.377ψ6 φ5=0.372ψ3-0.602ψ4+0.602ψ5-0.372ψ6
φ6=0.247ψ1+0.523ψ2+0.429ψ3+0.385ψ4+0.385ψ5+0.429ψ6
求：①画出分子图；②指出富烯与亲电试剂发生反应的位置。
(不要求计算过程)
6
54321。