应用化学《结构化学》期末考试试卷B答案

贵州师范大学2008—2009学年度第一

学期

《结构化学》课程期

末考试试卷

(应用化学专业,B 卷；闭

卷)

一、填空题（本大题共20空，每空2分，共40分） 1.结构化学是在原子、分子的

水平上深入到电子层次，研究物质结构与性能关系的科学。

2.测不准原理。该原理可用数学表达式来描述，此数学表

达式是:π

4h p x x ≥

∆∙∆。 3.波函数单值性是指取值唯一。

4.Schr?dinger(薛定谔)方程?ψ=E ψ成立，则力学量算符?对应的本征值应该是E 。

5.变分原理数学表达式是:0*

*ˆE d d H E ≥=

⎰⎰τ

ψψτ

ψψ。

6.若C 原子采用等性sp 3杂化，

则杂化轨道

p p s s sp c c 22223φφ+=Φ的杂化指数是3。该杂化轨道,其中

21c 和2

2c 分别表示2s 轨道和2p 轨道在杂化轨道中所占的百分率。

7.根据HMO 理论，苯分子中六个π电子的离域能是:2β。 8.H 2+的的电子总能量是

ab

S E ++=

11β

α，键级为0.5。

9.F 2分子键级是1,分子的磁矩为0B.M.。

10.丁二烯π分子轨道的HOMO 是ψ2,LUMO 是ψ3,四个π电子的总能量是4α+4.472β;C (1)—C (2)之间总键级为1.894,C (2)—C (3)之间的总键级为1.447;则C (1)的自由价为0.838,C (2)的自由价为0.391。

二、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 11.(D)12.(C)13.(D)14.(A)15.(D)

16.(D)17.(D)18.(B)19.(A)20.(B)

三、判断题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 21.√22.√23.√24.√25.√ 26.√27.√28.√29.√30.√

四、名词解释(本题共5小题，每小题2分，共10分)

31.[原子轨道]:描述原子是电子运动状态的数学函数式 32.[分子轨道]:描述分子是电子运动状态的数学函数式 33.[分子]:保持物质化学性质不变的最小微粒

34.[分裂能]:配位中心的d 轨道在球形场中分裂在d 轨道能量间隔

35.[晶格能]:在0K 时，1mol 离子化合物的正、负离子由相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量

五、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分) 36.实验测定NH 3分子中等性杂化轨道间最大夹角为107.2o ，试通过计算确定NH 3分子中成键杂化轨道表达式，并确定其杂化指数。 解:对成键杂化轨道: α+βcos θ=0,

()

2

1c =α,()2

2c =β,

α

β

=

k n ,

解得

:

42.32

.107cos 1

cos 1=-=-=θk n ,

故成键杂化轨道是sp 3.42杂化。成键杂化轨道表达式:

39.休克尔分子轨道(HMO)理论认为，可将链状共轭烯烃中的σ–π体系进行分离处

理。应用HMO 法求解含n 个碳原子的链状共轭多烯烃，π分子轨道的能级和MO 系数的通解公式可由下式求得:

⎪

⎭

⎫

⎝⎛++=1cos 2n j E j πβα；

⎪⎭

⎫ ⎝⎛+∙+=

1sin 12n jr n c jr π。其中，j 为π–MO 的序数，r 为碳原子的序数。

(1) 画出丁二烯π–MO 轨道

示意图;

(2) 求出C(2)的自由价; 解:(1) 由⎪⎭

⎫

⎝⎛+∙+=

1sin 12n jr n c jr π得:

1 717 15 15 17 18 2

0.6015 0.3717 -0.3717 -0.6015 0.618 3 0.6015 -0.3717 -0.3717 0.6015 -0.618 4

0.3

717 -0.6

015

0.6015

-0.3

717 -1.

618

ψ1=0.3717φ1+0.6015φ2+0.6015φ3+0.3717φ4,E 1=α+1.618β ψ2=0.6015φ1+0.3717φ2-0.3717φ3-0.6015φ4,,E 2=α+0.618β ψ3=0.6015φ1-0.3717φ2-0.3717φ3+0.6015φ4,E 3=α-0.618β ψ4=0.3717φ1-0.6015φ2+0.6015φ3

-0.3717φ4,E 4=α-1.618β

(2):C(1)–C(2)之间的π键级为: C(2)–C(3)之间的π键级为:

0.4473

(-0.3717)][0.37172 0.6015)(0.60152)

(=⨯⨯+⨯⨯===∑∑j

j

js jr j j rs j rs c c n p n p 故C(2)的总成键度为:

故C(2)的自由价为: