厦门大学结构化学答案16
结构化学习题解答
结构化学习题解答文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《物质结构》第三章习题1. 试述正八面体场、正四面体场、正方形场中，中心离子d轨道的分裂方式。
2. 试根据晶体场理论说明直线形配合物MX2中(以分子轴为z 轴)，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。
3*. 试根据晶体场理论说明三角双锥配合物中，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。
4. 简述分裂能与中心离子和配体的关系。
5. 配体CN-，NH3，H2O，X-在络光谱化学序列中的顺序是( )(A) X-< CN--< NH3 < H2O (B) CN-< NH3< X- < H2O(C) X-< H2O < NH3 < CN- (D) H2O < X- < NH3 < CN-6. 在下列每对络合物中，哪一个有较大的O，并给出解释。
① [Fe(H2O)6]2+ 和 [Fe(H2O)6]3+② (b)[CoCl6]4-和 [CoCl4]2-③ [CoCl6]3-和 [CoF6]3-④[Fe(CN)6]4- 和 [Os(CN)6]4-7. 下列配合物离子中，分裂能最大的是 ( )(A)[Co(NH3)6]2+ (B)[Co(NH3)6]3+(C)[Co(H2O)6]3+ (D)[Rh(NH3)6]3+8. 下列配位离子中，O值最大的是 ( )(A) [CoCl6]4- (B) [CoCl4]2- (C) [CoCl6]3- (D) [CoF6]3-9. 以下结论是否正确“凡是在弱场配体作用下，中心离子d电子一定取高自旋态；凡是在强场配体作用下，中心离子d电子一定取低自旋态。
”10. 试写出d6金属离子在八面体场中的电子排布和未成对电子数(分强场和弱场两种情况)。
11. 下列络合物哪些是高自旋的 ( )(A) [Co(NH3)6]3+ (B) [Co(NH3)6]2+(C) [Co(CN)6]4- (D) [Co(H2O)6]3+12. 按配位场理论，正八面体场中无高低自旋态之分的组态是 ( )(A) d3 (B) d4 (C) d5 (D) d6 (E) d713. 试判断下列配位离子为高自旋构型还是低自旋构型，并写出d 电子的排布。
结构化学 习题答案 1-10章习题及答案
其中，1 kcal = 4.184 J，E 是以 10 为底的指数。
kJ/mole 2.62550E+03 4.18400E+00 9.64853E+01 1.19627E-02 1.00000E+00
第二章习题
kcal/mole 6.27510E+02 1.00000E+00 2.30605E+01 2.85914E-03 2.39006E-01
eV 2.721138E+01 4.33641E-02 1.00000E+00 1.23984E-04 1.03643E-02
cm-1 2.1947463137E+05
sin n 2
1, wmax
1 1 4 6
（3） w 1 4
8 根据态叠加原理，(x) 是一维势箱中粒子一个可能状态。
能量无确定值。平均值为 25 h2 104 ml 2
9
和
2 的本征函数，其相应的本征值分别为 dx2
-m2和-1。11
Dˆ Xˆ XˆDˆ 1
值。
(a) eimx (b) sinx (c) x2+ y2 (d) (a-x)e-x 11有算符 Dˆ d dx, Xˆ X , 求 DˆXˆ XˆDˆ 。 参考答案
1 象电子等实物粒子具有波动性被称作物质波。物质波的
波动性是和微粒行为的统计性联系在一起的。对大量粒子
而言，衍射强度（即波的强度）大的地方，粒子出现的数
现在 2h 2 的概率？(c) 角动量 z 分量的平均值？
2.4 已知类氢离 子 He+的某 一状态波函 数为： ＝
结构化学课后习题及答案
θ = arcsinθ = arcsin Δpx px
⎛ 6.626 ×10−28 J s m−1 ⎞
arcsin
⎜ ⎝
5.402
×10−23
J
s
m−1
⎟ ⎠
arcsin 10−5
≈ 0o
这说明电子通过光栅狭缝后沿直线前进，落到同一个点上。因此，用光学光栅观察不到电子
0
根据定义，ψ n ( x) 和ψ n' ( x) 互相正交。
【1.15】已知在一维势箱中粒子的归一化波函数为
ϕn ( x) =
2 sin nπ x ll
n = 1, 2,3⋅⋅⋅
式中 l 是势箱的长度， x 是粒子的坐标 (0 < x < l ) ，求粒子的能量，以及坐标、动量的平均
值。
解：（1）将能量算符直接作用于波函数，所得常数即为粒子的能量：
ex ,sin x, 2 cos x, x3,sin x + cos x
d2 = ex
d2
解： d x2
， ex 是 d x2 的本征函数，本征值为 1。
d2 sin x = 1× sin x,
d2
d x2
sin x 是 d x2 的本征函数，本征值为 1。
d2 d x2
(2cos
x
)
=
2cos
x
id 【1.13】 eimφ 和 cos mφ 对算符 dφ 是否为本征函数？若是，求出本征值。
= 9.403×10-11m (3) λ = h = h
p 2meV
=
6.626×10−34 J ⋅ s
2 × 9.109×10−31kg ×1.602 ×10−19 C × 300V
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。
【精选资料】厦门大学结构化学习题集
⑵既无极性有无旋光性
⑶无极性但由旋光性
⑷有极性但无旋光性
3.27对D6点群求出各表示的直积，并确定组成它们的不可约表示
A1×A2，A1×B1，B1×B2，E1×E2
3.28 分子属D2h点群，试写π电子组成的可约表示，并将其化成不可约表示的直和
习题4
4.1根据极值条件： ， 以及 导出
T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500
lmax/nm 2181 1600 1240 1035 878 763
1.4计算下列粒子的德布洛意波长
(1)动能为100eV的电子;
(2)动能为10eV的中子;
(3)速度为1000m/s的氢原子.
1.5质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动，原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度,证明子弹有确定的运动轨道,可用经典力学处理,而电子运动需量子力学处理。
1.14证明Poisson方括的下列性质:
(1)
(2)
1.15角动量算符定义为:
, ,
证明: (1) (2)
1.16在什么条件下 ?
1.17设体系处于状态 中，角动量 和MZ有无定值。若有其值是多少？若无，求其平均值。
1.18已知一维势箱粒子的归一化波函数为
n=1, 2, 3 …… (其中l为势箱长度)
2.19写出下列原子的基态光谱项与光谱支项：Al、S、K、Ti、Mn。
2.20写出下列原子激发态的光谱项：
C[1s22s22p13p1] Mg[1s22s22p63s13p1] Ti[1s22s22p63s23p63d34s1]
2.21基态Ni原子可能的电子组态为[Ar]3d84s2或[Ar]3d94s1。由光谱实验测定能量最低的光谱项为3F4，试判断其属于哪种组态。
结构化学习题答案
结构化学习题答案结构化学是化学学科中的一个重要分支，它研究原子、分子和晶体的结构以及它们的性质。
以下是一些结构化学习题的答案示例：1. 原子轨道的能级顺序：- 根据量子力学理论，原子轨道的能级顺序通常遵循以下顺序：1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f。
2. 分子的几何构型：- 例如，水分子（H2O）的几何构型是弯曲的，因为氧原子与两个氢原子形成共价键，并且氧原子上有两对孤对电子。
3. 分子的极性：- 一个分子是否具有极性取决于其分子内电荷分布的对称性。
如果电荷分布不均匀，分子就是极性的。
例如，二氧化碳（CO2）分子是非极性的，因为它是线性的，电荷分布对称。
4. 晶体的点群对称性：- 晶体的点群对称性是指晶体结构中原子排列的对称性。
例如，立方晶体具有高对称性，其点群为O_h。
5. 分子轨道理论：- 分子轨道理论用于描述分子中电子的分布。
根据这一理论，原子轨道可以组合形成分子轨道，这些分子轨道可以是成键的、非键的或反键的。
6. X射线衍射分析：- X射线衍射是一种用于确定晶体结构的技术。
当X射线与晶体相互作用时，它们会被晶体中的原子散射，产生衍射图案，这个图案可以用来推断晶体的原子排列。
7. 化学键的类型：- 化学键主要包括共价键、离子键和金属键。
共价键是由两个原子共享电子对形成的，离子键是由电子从一个原子转移到另一个原子形成的，而金属键是由金属原子之间的电子云形成的。
8. 分子间力：- 分子间力包括范德华力、氢键和偶极-偶极相互作用。
这些力影响分子的物理性质，如沸点和溶解性。
9. 晶体缺陷：- 晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷（如位错）和面缺陷（如晶界）。
这些缺陷可以影响晶体的物理和化学性质。
10. 配位化合物的结构：- 配位化合物是由中心金属原子或离子与配体通过配位键连接形成的。
结构化学习题答案(课堂PPT)
L/O/G/O
刘义武
2020/4/27
1
参考书
• 结构化学习题解析 周公度等著 • 物质结构学习指导 倪行等著 • 结构化学500题解 刘国范等 • 结构化学学习指导 韦吉崇等
2020/4/27
2
常用物理常数
普朗克常数 h 6.626×10−34 J•s 真空中光速 c 2.998×108 m•s -1 电子质量 me 9.110×10−31 kg 中子质量mn 1.675×10−27 kg
d2 dx2
的本征函数。
(a-x)e-x
d2 dx2
(a-x)e-x
=
d2 dx2
(ae-x - xe-x)
=
d dx
(ae-x ∙ (-1) – (e-x + xe-x ∙(-1)))
= d (-ae-x – e-x +xe-x) dx
= ae-x + e-x+ e-x- xe-x = ae-x + 2e-x- xe-x = (a+ 2- x)e-x
2020/4/27
22
14. 确定碳原子的基普项及激发态p1d1的所有可能的谱项
1 0 -1
2020/4/27
23
15. 确定Cr、Cu、Br的基普支项 0
解：Cr的价电子排布为：3d54s1 2 1 0 -1 -2
ms = 3, S = 3，mL = 0 , L = 0, J = 3，基普支项是：
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5
9
解：根据 h ν = mυ 2 / 2 + W0公式得
υ = √ 2(h ν - W0) / m = √ 2(h c / λ - h ν ) / m
2020年厦门大学结构化学习题集精品版
结构化学习题集习题1:1.1 某同步加速器,可把质子加速至具有100×109eV的动能,试问此时质子速度多大？1.2 计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。
1.3 在黑体辐射中，对一个电热容器加热到不同温度，从一个针孔辐射出不同波长的极大值，试从其推导Planck常数的数值：T/℃1000 1500 2000 2500 3000 3500l max/nm 2181 1600 1240 1035 878 7631.4 计算下列粒子的德布洛意波长(1) 动能为100eV的电子;(2) 动能为10eV的中子;(3) 速度为1000m/s的氢原子.1.5 质量0.004kg子弹以500ms-1速度运动，原子中的电子以1000ms-1速度运动,试估计它们位置的不确定度, 证明子弹有确定的运动轨道, 可用经典力学处理, 而电子运动需量子力学处理。
1.6 用测不准原理说明普通光学光栅(间隙约10-6m)观察不到10000V 电压加速的电子衍射。
1.7 小球的质量为2mg,重心位置可准确到2μm,在确定小球运动速度时,讨论测不准关系有否实际意义?1.8 判断下列算符是否是线性\厄米算符：（2）（3）x1+x2（4）（1）1.9 下列函数是否是的本征函数？若是，求其本征值：（1）exp（ikx）（2）coskx （3）k （4）kx1.10 氢原子1s态本征函数为（a0为玻尔半径），试求1s 态归一化波函数。
1.11 已知一维谐振子的本征函数为其中a n和α都是常数，证明n=0与n=1时两个本征函数正交。
1.12 若是算符的本征函数(B为常数), 试求α值，并求其本征值。
1.13 计算Poisson 方括,1.14 证明Poisson 方括的下列性质:(1)(2)1.15 角动量算符定义为:, ,证明: (1) (2)1.16 在什么条件下?有无定值。
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5.7 用价电子对互斥理论解释下列分子夹角的变化：
（1）NH3(107.3°)，PH3(93.3°)，AsH3(91.8°)；
（2）H2O(104.5°)，H2S(92.2°)，H2Se(91.0°)，H2Te(89.5°)
解：（1）X原子电负性顺序为：N>P>As，因此, XH3分子中X-H键的电子云靠近X原子程度为：NH3>PH3>AsH3，X-H键间的排斥程度是: NH3>PH3>AsH3，所以分子夹角NH3>PH3>AsH3。
（2）电负性：O>S>Se>Te，O-H的电子云比S-H的电子云更靠近中心原子，S-H的电子云比Se-H的电子云更靠近中心原子，Se-H的电子云比Te-H的电子云更靠近中心原子,所以分子夹角H2O>H2S>H2Se>H2Te。
5.10对下列分子和离子：CO2, NO2+, NO2, NO2-, SO2 ,ClO2 ,O3，依VSEPR判断它们的形状，指出中性分子的极性及每个体系的不成对电子数。
5.17比较CO、R-COH、CO2碳氧之间的键长大小，并说明理由。
解：CO 是N2的等电子体，碳氧键是三键，最短；R-COH是C=O双键，最长。
CO2有2个Π34，其键长应介于双键和三键之间。
5.19 XeO n F m化合物是稳定的（n,m=1,2,3,….），请用VSEPR模型推导所有具有这一通式的化合物结构。
解：不考虑离子的情况下，各化合物结构及点群如下表：
(红字部分的化合物不做要求)。