结构化学答案
结构化学基础习题答案

结构化学基础习题答案结构化学基础习题答案在学习结构化学的过程中,习题是不可或缺的一部分。
通过解答习题,我们可以巩固所学的知识,提高解决问题的能力。
下面我将为大家提供一些结构化学基础习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 以下化合物中,哪一个具有最高的沸点?答案:沸点取决于分子间的相互作用力。
在这些化合物中,氢键是最强的相互作用力,因此具有最高沸点的化合物应该是具有氢键的化合物。
在给出的化合物中,甲醇(CH3OH)具有氢键,因此其沸点最高。
2. 以下哪个分子是非极性分子?答案:分子的极性取决于键的极性和分子的几何形状。
如果分子中的键都是非极性的,并且分子的几何形状对称,那么该分子就是非极性分子。
在给出的分子中,二氧化碳(CO2)的键都是非极性的,并且分子的几何形状是线性的,因此二氧化碳是非极性分子。
3. 以下哪个分子是具有最高的极性?答案:分子的极性取决于键的极性和分子的几何形状。
在给出的分子中,氟化氢(HF)的键是最极性的,因为氟原子的电负性最高。
所以,氟化氢是具有最高极性的分子。
4. 以下哪个化合物是具有最高的熔点?答案:熔点取决于分子间的相互作用力。
在这些化合物中,离子键是最强的相互作用力,因此具有最高熔点的化合物应该是具有离子键的化合物。
在给出的化合物中,氯化钠(NaCl)具有离子键,因此其熔点最高。
5. 以下哪个分子是具有最高的沸点?答案:沸点取决于分子间的相互作用力。
在这些分子中,范德华力是最弱的相互作用力,而氢键是最强的相互作用力。
在给出的分子中,水(H2O)具有氢键,而其他分子都是通过范德华力相互作用的。
因此,水具有最高的沸点。
通过解答以上习题,我们可以巩固对结构化学基础知识的理解。
同时,我们也能够更好地理解分子间相互作用力对物质性质的影响。
希望这些答案能够对大家的学习有所帮助,并且激发大家对结构化学更深入的探索。
祝大家学习进步!。
结构化学答案及题库

1001首先提出能量量子化假定的科学家是: Pla nek1002光波粒二象性的关系式为E=h p=h/h1003德布罗意关系式为,;宏观物体的入值比微观物体的入值mv1004在电子衍射实验中,12对一个电子来说,代表 电子概率密度h21009任一自由的实物粒子, 其波长为入,今欲求其能量,须用下列哪个公式2m21010对一个运动速率 v<<e 的自由粒子,有人作了如下推导: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 = v/ , 这就错了。
1因为 =u/ 。
又 D 中 E=h 是粒子的总能量 ,E 中 E= mv 2 仅为 v<<e 时粒子的动能部分 ,两个能量是不等的。
所以 C, E 都错。
21011x > —,它说明了微观物体的坐标和动量不能同时测准其不确定度的乘积不小于 —。
测不准关系是 P,x?2 21015写出一个合格的波函数所应具有的条件。
1016但波函数本身是没有物理意义的”。
对否.波函数平方有物理意义, 1017一组正交、归一的波函数1 ,2 , 3, ⋯。
正交性的数学表达式为(a),归一性的表达式为( b) 。
1018 (X 1 , y 1,Z 1, X 2,y 2, z 2) I 2代表1021F 列哪些算符是线性算符d(B)2(C) 用常数乘( D)(E) 积分(A)dx1022F 列算符哪些可以对易(A) X 和?(B) — 禾廿—(C) ?x 和?(D)?x 和 yxy线性算符 R 具有下列性质1025F ?(U + V) = Ru+ R v式中 e 为复函数,下列算符中哪些是线性算符?(A) A u=入 U,入 =常数( B)E?U =U*百 dU(C) C u=u2(E) E? U=1/U(D)=-dx1026物理量 xp y- yp x的量子力学算符在直角坐标系中的表达式是1029设体系处在状态=C 1 211 + C2 210中,角动量 M2和 M z有无定值。
(完整版)结构化学习题参考答案-周公度-第5版

【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:811412.99810m s 4.46910s 670.8m cνλ--⨯⋅===⨯ 41711 1.49110cm670.810cm νλ--===⨯⨯3414123-1 -16.62610J s 4.46910 6.602310mol 178.4kJ mol A E h N sν--==⨯⋅⨯⨯⨯⨯=⋅【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:2012hv hv mv =+()1201812341419312 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kgυ------⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯-⨯⎢⎥ ⎪⨯⎝⎭⎢⎥=⎢⎥⨯⎢⎥⎣⎦134141231512 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)34221016.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----⨯⋅===⨯⨯⋅ 34-11 (2) 9.40310mh p λ-====⨯3411(3) 7.0810mh p λ--====⨯【1.6】对一个运动速度c υ(光速)的自由粒子,有人进行了如下推导:1v vv v 2h h E m p m νλ=====①②③④⑤结果得出12m m υυ=的结论。
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 )。
结构化学考研试题及答案

结构化学考研试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 下列关于分子轨道理论的描述,哪一项是不正确的?A. 分子轨道由原子轨道通过分子形成B. 分子轨道是离散的,具有确定的能量C. 分子轨道可以分为成键轨道和反键轨道D. σ轨道总是比π轨道更稳定答案:D2. 在晶体中,下列哪种晶格结构不属于立方晶系?A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 六方晶系答案:D3. 下列关于金属晶体的描述,哪一项是错误的?A. 金属晶体由金属阳离子和自由电子组成B. 金属晶体的导电性是由于自由电子的存在C. 金属晶体的物理性质各向同性D. 金属晶体的熔点普遍高于分子晶体答案:D4. 关于离子晶体,下列说法错误的是:A. 离子晶体由正负离子通过静电作用形成B. 离子晶体的熔点通常很高C. 离子晶体在固态时不导电,但熔融态或溶于水时可以导电D. 离子晶体中的离子键没有方向性和饱和性答案:D5. 在分子间作用力中,下列哪种力不属于范德华力?A. 色散力B. 取向力C. 诱导力D. 离子键答案:D二、简答题(每题5分,共20分)6. 简述价层电子对互斥理论(VSEPR)的基本原理,并说明如何用该理论预测分子的几何构型。
答案:价层电子对互斥理论(VSEPR)认为分子的几何构型是由中心原子上的价层电子对相互排斥,以达到能量最低的稳定构型。
该理论考虑了成键电子对和非成键电子对的排斥作用。
预测分子几何构型时,首先确定中心原子周围的成键电子对数和非成键电子对数,然后根据电子对的排斥作用,形成相应的分子几何形状。
7. 解释什么是配位数,并举例说明不同晶体结构中的配位数。
答案:配位数是指在晶体中,一个原子或离子周围最邻近的原子或离子的数量。
例如,在面心立方(FCC)晶体中,每个原子有12个最近邻原子;在体心立方(BCC)晶体中,每个原子有8个最近邻原子;在六方晶系晶体中,每个原子有12个最近邻原子。
8. 描述什么是能带理论和能隙,并解释它们对固体导电性的影响。
结构化学复习题与答案

结构化学复习题与答案结构化学是一门研究物质微观结构及其与宏观性质关系的学科。
以下是结构化学的复习题与答案,供同学们参考。
一、选择题1. 原子的电子排布遵循哪个原理?A. 能量最低原理B. 洪特规则C. 泡利不相容原理D. 所有以上答案:D2. 以下哪种元素的原子半径最大?A. 氢(H)B. 氧(O)C. 钠(Na)D. 氯(Cl)答案:C3. 什么是化学键?A. 原子间的吸引力B. 原子间的排斥力C. 原子间的电磁相互作用D. 原子间的物理连接答案:C4. 离子键和共价键的主要区别是什么?A. 离子键是金属与非金属之间的键B. 共价键是金属与金属之间的键C. 离子键是正负离子之间的静电吸引D. 共价键是原子之间通过电子共享形成的答案:C5. 哪个分子具有平面结构?A. H2OB. NH3C. C2H4D. C2H6答案:C二、填空题1. 根据泡利不相容原理,一个原子轨道内最多可以容纳______个电子,且它们的自旋方向必须是______。
答案:2;相反2. 原子的电子云密度分布图可以表示电子在原子核周围出现的概率,通常用______来表示。
答案:spdf图3. 根据分子轨道理论,分子的键级可以通过公式______来计算。
答案:键级 = (成键电子数 - 反键电子数) / 24. 氢键是一种特殊的______,它存在于氢原子与电负性较大的原子之间。
答案:分子间作用力5. 晶体结构的周期性可以通过______来描述。
答案:晶格常数和晶格类型三、简答题1. 简述什么是分子的极性,并举例说明。
答案:分子的极性是指分子中电荷分布不均匀,导致分子具有正负两端的现象。
例如,水分子(H2O)就是一个极性分子,因为氧原子比氢原子电负性大,导致电子云偏向氧原子,使得分子两端带有不同的电荷。
2. 解释什么是晶体的布拉维格子,并说明其重要性。
答案:布拉维格子是描述晶体中原子、离子或分子排列方式的几何结构。
它的重要性在于,布拉维格子决定了晶体的宏观物理性质,如硬度、导电性等。
高考结构化学试题及答案

高考结构化学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列关于原子轨道的描述中,正确的是:A. 原子轨道是原子内部电子运动的轨迹B. 原子轨道是电子在原子核外的概率分布C. 原子轨道是电子在原子核外的固定路径D. 原子轨道是原子核内部电子运动的区域答案:B2. 元素周期表中,元素的排列顺序是根据:A. 电子层数B. 原子序数C. 原子质量D. 电子数答案:B3. 共价键的一般特征是:A. 电子对共享B. 电子对转移C. 电子对排斥D. 电子对吸引答案:A4. 离子键的形成是由于:A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引答案:B5. 下列分子中,具有偶极矩的是:A. CO2B. CH4C. H2OD. N2答案:C6. 根据价层电子对互斥理论,水分子的几何构型是:A. 直线型B. 正四面体C. V型D. 平面正方形答案:C7. 金属键的形成是由于:A. 电子的共享B. 电子的转移C. 电子的排斥D. 电子的吸引答案:B8. 下列化合物中,属于配位化合物的是:A. NaClB. H2OC. NH3D. [Cu(NH3)4]SO4答案:D9. 杂化轨道理论中,sp3杂化轨道形成的分子几何构型是:A. 直线型B. 正四面体C. V型D. 平面正方形答案:B10. 根据分子轨道理论,下列分子中具有顺磁性的是:A. O2B. N2C. COD. NO答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 元素周期表中,第IA族元素的价电子排布为______。
答案:ns^12. 一个原子轨道最多可以容纳______个电子。
答案:23. 离子键的强度主要取决于______。
答案:离子的电荷和离子半径4. 根据价层电子对互斥理论,SO4^2-离子的几何构型是______。
答案:正四面体5. 金属键的形成是由于金属原子的外层电子______。
答案:脱离原子核的束缚,形成电子云三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述分子轨道理论的基本原理。
结构化学试题库及答案

结构化学试题库及答案1. 请简述原子轨道的概念,并说明s、p、d轨道的形状。
答案:原子轨道是描述电子在原子核外的空间运动状态的数学函数。
s轨道呈球形,p轨道呈哑铃形,d轨道则有四个瓣状结构。
2. 什么是化学键?请列举三种常见的化学键类型。
答案:化学键是相邻原子之间强烈的相互作用,使得原子能够结合在一起形成分子或晶体。
常见的化学键类型包括离子键、共价键和金属键。
3. 描述分子轨道理论的基本原理。
答案:分子轨道理论是基于量子力学的化学键理论,认为分子中的电子不再属于单个原子,而是在整个分子范围内分布,形成分子轨道。
4. 什么是杂化轨道?请举例说明sp3杂化。
答案:杂化轨道是指原子轨道在形成化学键时,由于原子间的相互作用而重新组合成新的等价轨道。
sp3杂化是指一个s轨道和三个p轨道混合形成四个等价的sp3杂化轨道,常见于四面体构型的分子中。
5. 请解释价层电子对互斥理论(VSEPR)。
答案:价层电子对互斥理论是一种用来预测分子几何形状的理论,它基于中心原子周围的价层电子对(包括成键电子对和孤对电子)之间的排斥作用,从而推断出分子的空间几何结构。
6. 什么是超共轭效应?请给出一个例子。
答案:超共轭效应是指在有机分子中,非成键的σ电子与π电子之间的相互作用,这种效应可以增强分子的稳定性。
例如,在乙烷分子中,甲基上的σ电子可以与乙烯的π电子发生超共轭,从而稳定乙烯。
7. 描述共振结构的概念及其在化学中的重要性。
答案:共振结构是指分子中电子分布的两种或多种等效的描述方式,这些描述方式虽然不同,但都能合理地解释分子的性质。
共振结构在化学中的重要性在于它们提供了一种理解分子稳定性和反应活性的方法。
8. 什么是芳香性?请列举三个具有芳香性的化合物。
答案:芳香性是指某些环状有机化合物具有的特殊稳定性,这种稳定性来源于环上的π电子的离域化。
具有芳香性的化合物包括苯、吡啶和呋喃。
9. 请解释什么是分子的极性,并举例说明。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
03 共价键和双原子分子的结构化学【3.1】试计算当Na +和Cl +相距280pm 时,两离子间的静电引力和万有引力;并说明讨论化学键作用力时,万有引力可以忽略不计。
(已知:完有引力11122, 6.710m m F GG r -==⨯22N m kg -⋅⋅;静电引力922122,9.010q q F KK N m C r -==⨯⋅⋅)解:万有引力122m m F G r=()()()()227112221022335 1.6106.710 2.810kg N m kg m ---⨯⨯⨯=⨯⨯g g 431.7610N -=⨯静电引力()()()2199221222101.6109.010 2.810C q q F kN m C r m ---⨯==⨯⨯g g 92.9410N -=⨯ 由上计算可见,在这情况下静电引力比万有引力大3410倍,所以万有引力可以忽略不计。
【3.2】写出2O ,2O +,22O -的键级,键长长短次序和磁性。
解:分子(或离子) 2O +2O2O - 22O -键 级 2.5 21.5 1键长次序 22222O O O O +--<<<磁 性顺磁 顺磁 顺磁 抗磁【3.3】2H 分子基态的电子组态为()21s σ,其激发态有()a 1s s σσ*↑↓,()*11s s b σσ↑↑,()*11s s c σσ↑↓试比较()a ,()b ,()c 三者能级的高低次序,说明理由,能量最低的激发态是顺磁性还是反磁性?解:c a b E E E >?。
因为(c )中两个电子都在反键轨道上,与H 原子的基态能量相比,c E 约高出2β-。
而(a )和(b )中的2个电子分别处在成键轨道和反键轨道上,a E 和b E 都与H 原子的基态能量相近,但(a )中2个电子的自旋相反,(b )中的2个电子的自旋相同,因而a E 稍高于b E 。
能级最低的激发态(b )是顺磁性的。
【3.4】试比较下列同核双原子分子:2B ,2C ,2N ,2O ,2F 的键级、键能和键长的大小关系,在相邻两个分子间填入“”或“”符号表示。
解:键级 22222B C N O F <<>> 键能 22222B C N O F <<>> 键长 22222B C N O F >><<【3.5】基态2C 为反磁性分子,试写出其电子组态;实验测定2C 分子键长为124pm ,比C 原子共价双键半径和()267pm ⨯短,试说明其原因。
解:2C 分子的基组态为:()()()224111R u u KK σσπ由于s-p 混杂,1u σ为弱反键,2C 分子的键级在23:之间,从而使实测键长比按共价双键半径计算得到的值短。
【3.6】据分子轨道理论,指出2Cl 的键比2Cl +的键是强还是弱,为什么?解:2Cl 的键比2Cl +的键弱。
原因是:2Cl 的基态价电子组态为2*224*433333()()()()()x s s p p p σσσππ,键级为1。
2Cl +比2Cl 少1个反键电子,键级为1.5。
【3.7】画出CN -的分子轨道示意图,写出基态电子组态,计算键级及磁矩(忽略轨道运动对磁矩的贡献)。
解:CN -与N 2为等电子“分子”。
其价层分子轨道与N 2分子大致相同,分子轨道轮廓图如图3.7。
基态的价电子组态为()()()()22421213σσπσ。
键级=12(成键电子数-反键电子数)=()18232-=未成对电子数为0,因而磁距为0。
【3.8】画出NO 的分子轨道示意图,计算键级及自旋磁矩,试比较NO 和NO +何者的键更强?哪一个键长长一些?解:NO 的价层分子轨道能级示意图如图3.8所示。
键级1(83) 2.52=-=图不成对电子数为1,自旋磁矩1(12) 1.73e e μββ=+=。
由于NO +失去了1个反键的2π电子,因而键级为3,所以它的化学键比NO 化学键强。
相应地,其键长比NO 的键长短。
【3.9】按分子轨道理论写出NF ,NF +,NF -基态时的电子组态,说明它们的不成对电子数和磁性(提示:按类似2O 的能级排)。
解:NF ,NF +和NF -分别是O 2,2O +和2O -的等电子体,它们的基态电子组态、键级、不成对电子数及磁性等情况如下: “分子” 基态电子组态 键级 不成对电子数 磁性 NF 22242(1)(2)(3)(1)(2)KK σσσππ22 顺磁性 NF + 22241(1)(2)(3)(1)(2)KK σσσππ 2.51 顺磁性 NF - 22243(1)(2)(3)(1)(2)KK σσσππ 1.51顺磁性【3.10】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。
解:在SO 分子的紫外光电子能谱中观察到6个峰。
它们所对应的分子轨道的归属和性质已借助于量子力学半经验计算(CNDO )得到指认。
结果表明,SO 分子的价电子结构与O 2分子和S 2分子的价电子结构相似。
但SO 是异核双原子分子,因而其价电子组态可表述为:()()()()()2224212312σσσππ其中,1,3σσ和1π轨道是成键轨道,2σ和2π轨道是反键轨道。
这些价层分子轨道是由O原子的2s 、2p 轨道和S 原子的3s 、3p 轨道叠加成的。
根据价层分子轨道的性质和电子数,可算出SO 分子的键级为:()18422P =-=在简并的2π轨道上各有一个电子,因而SO 分子的不成对电子数为2,若忽略轨道运动对磁距的影响,则SO e e=。
【3.11】CF 和CF +的键能分别为548和7531KJ mol -⋅,试用分子轨道理论探讨其键级(按2F 能级次序)。
解:CF 的基态价电子组态为:()()()()()2224112312σσσππ因而其键级为()183 2.52-=。
而CF +比CF 少一个反键电子,因而,其键级为3。
所以CF +的键能比CF 的键能大。
【3.12】下列AB 型分子:2N ,NO ,2O ,2C ,2F ,CN ,CO ,XeF 中,哪几个是得电子变为AB -后比原来按中性分子键能大?哪几个是失电子变为AB +后比原来中性分子键能大?解:就得电子而言,若得到的电子填充到成键分子轨道上,则AB -比AB 键能大;若得到的电子填充到反键分子轨上,则AB -比AB 键能小。
就失电子而言,若从反键分子轨道上失去电子,则AB +比AB 键能大;若从成键轨道上失去电子,则AB +比AB 键能小。
根据这些原则和题中各分子的电子组态,就可以的出如下结论:得电子变为AB - 后比原中性分子键能大者有C 2和CN 。
失电子变为AB +后比原中性分子键能大者有NO ,O 2,F 2和XeF 。
N 2和CO 无论得电子变为负离子(N 2-,CO -)还是失电子变为正离子(N 2+,CO +),键能都减小。
【3.13】写出2Cl ,CN 的价电子组态和基态光谱项。
解:2Cl :()()()()()()()222222233333333zxyzyn z zp p p p μσσσππππ 0,0S =Λ=,基态光谱项:1∑。
CN :()()()()22411213σσπσ1/2,0S =Λ=,基态光谱项:2∑。
【3.14】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2p 轨道和H 原子的1s 轨道叠加,写出其电子组态 (b ) 在哪个根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 ,它们的差值几乎和O 原子与F 原子的第一电离能()15.818.6eV eV 和的差值相同,为什么?(e ) 写出它的基态光谱项。
解:(a )H 原子的1s 轨道和O 原子的2z p 轨道满足对称性匹配、能级相近(它们的能级都约为-13.6eV )等条件,可叠加形成σ轨道。
OH 的基态价电子组态为()()()223121σσπ。
()21σ实际上是O 原子的()22s ,而()31π实际上是O 原子的()()1222x y p p 或()()2122x y p p 。
因此,OH 的基态价电子组态亦可写为()()()32222s p σσπ。
2s σ和2p π是非键轨道,OH 有两对半非键电子,键级为1。
(b )在1π轨道上有不成对电子。
(c )1π轨道基本上定域于O 原子。
(d )OH 和HF 的第一电离能分别是电离它们的1π电子所需要的最小能量,而1π轨道是非键轨道,即电离的电子是由O 和F 提供的非键电子,因此,OH 和HF 的第一电离能差值与O 原子和F 原子的第一电离能差值相等。
(e )1/2,1S =Λ=,基态光谱项为:2∏【3.15】79H Br 在远红外区有一系列间隔为116.94cm -的谱线,计算HBr 分子的转动惯量和平衡核间距。
解:双原子分子的转动可用刚性转子模型来模拟。
据此模型,可建立起双原子分子的Schr ödinger 方程。
解之,便得到转动波函数R ψ、转动能级E R 和转动量子数J 。
由E R 的表达式可推演出分子在相邻两能级间跃迁所产生的吸收光的波数为:2(1)B J ν=+% 而相邻两条谱线的波数之差(亦即第一条谱线的波数)为:2B ν∆=%B 为转动常数:28h B Ic π=由题意知,H 79Br 分子的转动常数为 B =16.94cm -1/2=8.470 cm -1所以,其转动惯量为:342221816.62621088(8.47010)(2.997910)h J sI Bc m m s ππ---⨯⋅==⨯⨯⨯⨯⋅ 4723.30810kg m -=⨯⋅H 79Br 的约化质量为:271.64310H BrH Brm m kgm m μ-==⨯+所以,其平衡核间距为:12472273.30810141.91.64310e I kg m r pm kg μ--⎛⎫⎛⎫⨯⋅=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭【3.16】1216C O 的核间距为112.83pm ,计算其纯转动光谱前4条谱线所应具有的波数。
解: 12C 16O 的折合质量为:()326121610 1.1385101216Akg N μ--⨯=⨯=⨯+因而其转动常数为:22/8B h r c πμ=()234226128-16.626210J s /8 1.138510kg 112.8310m 2.997910m s π---⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦g g 11.932cm -=第一条谱线的波数以及相邻两条谱线的波数差都是2B ,所以前4条谱线的波数分别为:11122 1.932 3.864v B cm cm --==⨯=11244 1.9327.728v B cm cm --==⨯=11366 1.93211.592v B cm cm --==⨯=11488 1.93215.456v B cm cm --==⨯=亦可用式:()21v B J =+进行计算,式中的J 分别为0,1,2,和3。