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

ψψτψψ。

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2

1c 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 0 B. 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, αβ=

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:

2 0.6015 0.3717 -0.3717 -0.6015 0.618

3 0.6015 -0.3717 -0.3717 0.6015 -0.618 4

0.3717

-0.6015

0.6015

-0.3717

-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: