自学助考《结构化学》练习

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(1)A+的配位数、配位多面体类型; (2)晶体结构型式和点阵型式。

解:r??95pm?0.525 在0.732——0.414之间

r?181pm(1)A+配位数为:6 配位多面体:八面体 (2)晶体结构型式:NaCl型 点阵型式:立方F

35.回答有关 Li2+ 的下列问题:

(1)写出 Li2+ 的薛定谔方程; (2)比较 Li2+ 的 2s 和 2p 态能量的高低。

h23e22答: (1) ???ψ?ψ?Eψ (2) 能量相同。

8?m4?ε0r36. 为什么在立方晶系中无底心格子?

答:因为底心格子会破坏立方对角线上的3的对称性,不能保持立方晶系的特征对称元素,所以立方无底心。

37.为什么四方无底心格子和面心格子?

答:因为四方底心格子可以划成体积更小的四方简单格子,而面心格子可以划成体积更小的四方体心格子。

38.为什么正交有底心格子?

答:正交a?b ,划成简单格子后,直角少了一个,对称性降低,由正交降到单斜简单格子,直角减少,不符合正当单位划分原则,所以正交有底心格子。 39.为什么金属单质结构可视为等径圆球密堆积结构?

答:金属单质是由同种原子组成,每个原子的半径相同,且电子云呈球状分布,故可视为等径圆球;金属键无方向性和饱和性,趋向于相互配位数高,能充分利用空间的密堆积结构,从而使体系的势能尽可能降低,结构更加稳定,所以金属单质结构可视为等径圆球密堆积

40.请按原子单位写出H2+在定核近似条件下的薛定谔方程,并指明能量算符中各项的意义。 答:在定核近似及原子单位条件下,H2+的薛定谔方程为:

?12111??????????E?rarbR???2?其中:?

1211?:电子的动能算符;?:电子受a原子核的吸引势能算符;?:电子受b原子核的吸引2rarbR势能算符;1:a,b两原子核的排斥势能算符。

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填空题

1. 实物粒子具有 性,其波长可通过 关系式求得。

2. 在长度为l的一维势箱中运动的粒子,其能量为: 。当其质量m增大时,其量子化效应 。

3. He原子的哈密顿算符为 。

4. 有两个氢原子,第一个氢原子的电子处于主量子数 n=1 的轨道,第二个氢原子的电子处于n=4 的轨道。(1)原子势能较低的是____ __, (2) 原子的电离能较高的是__ _ _。 5. 对氢原子 1s 态:

(1)

?2在 r 为________ _______处有最高值;

(2) 径向分布函数 4?r2?2在 r 为____________处有极大值;

6. H 原子(气态)的电离能为 13.6 eV, He+(气态)的电离能为 _____ __ eV。 7. 多电子原子中由量子数n、l、m 决定的单电子波函数称为 。 8. 单电子体系的能级公式为 。n=1、2、3时的简并度分别为 、

、 。氢原子3Pz状态相当于量子数n= l= m= ,其角度分布图节面数为 ,径向分布的节面数为 。与角量子数l= 0、1、2相应的角度分布图对于对称中心的对称性分别为 、 、 。

9. 在分子轨道理论中,原子轨道有效组合成分子轨道要满足的三条基本原则是 、 和 。 10. OF, OF+, OF-三个分子中, 键级顺序为_______ _________。 11. 具有对键轴呈圆柱对称的分子轨道,称为 。

12. 在 x 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是 ______ _______ 。 13. 在C2+和NO分子中,存在单电子π键的是 。

14. 有一个 AB3分子,实验测得其偶极矩为零且有一个三重轴,则此分子所属点群是_______________________。

15. 判别分子有无旋光性的标准是_______ 。 16. 既具有偶极矩,又具有旋光性的分子必属于_________点群。 18. HgCl2中Hg的原子轨道采取___________杂化,生成_______个______离域?键。

19. 对称元素C2与?h组合,得到___________________;Cn次轴与垂直它的C2组合,得到______________。 20. Fe(CN)63-的 LFSE=________________。

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21.当P>Δ0 ,弱场形成 型配合物;当P<Δ0,强场形成 型配合物。 22. 属于立方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有________ __ __。 23. 属于正交晶系的晶体可抽象出的点阵类型有________ __ __。 24. 属于四方晶系的晶体可抽象出的点阵类型有___________ __。 25. 立方F晶体,晶胞参数为a ,则d 1 0 0 = 。

27. 在绘制分子图时,应按一定的方式在分子骨架上标出 和 。

28.晶体缺陷是指 。

29. 在A1型堆积中,球数:正四面体空隙数:正八面体空隙数=___ __。

30. 晶体的宏观对称元素共有 种,它们组合可以得到 种对称类型,并按特征对称元素分别归属________个晶系。

31.晶体宏观的对称性与分子的对称性的根本区别是 ,晶体的宏观对称元素只能为 。

32. NaCl 晶体的空间点阵型式为___________,晶体中负离子的堆积型式为_______,正离子填入_______空隙中。

33. CsCl 晶体的空间点阵型式为___________,晶体中负离子的堆积型式为_______,正离子填入_______空隙中。

34.d2sp3 杂化轨道的空间构型为 。

计算题

1.计算下列粒子的德布罗依波的波长:(1eV =1.602×10-19J) (1)作布朗运动的花粉(质量10-13kg,速度1m·s-1); (2)飞行的子弹(质量10-2 kg,速度1000m·s-1); (3)空中的尘埃(质量10-10kg,速度0.01m·s-1); (4)动能为0.1eV,质量为10-3 kg的质点; (5)动能为10eV的中子(质量为1.675×10-27 kg); (6)动能为100eV的自由电子(质量为9.1×10-31 kg)。 解: 由??hh和 p2 = 2mT 可得

???pmvh

2mT 23

h6.626?10?34J?s?21 ( 1 ) ????6.626?10m ?13?1mv10kg?1m?sh6.626?10?34J?s?35(2)????6.626?10m

mv10?2kg?1000m?s?1?34h6.626?10J?s?22(3)????6.626?10m ?10?1mv10kg?0.01m?s(4)??h?2mT6.626?10?34J?s2?10kg?0.1eV?1.602?10?3?19J(eV)?1?1.192?10?22m

(5)??(6)

h?2mTh?2mT6.626?10?34J?s2?1.675?10?27kg?10eV?1.602?10?19J(eV)?16.626?10?34J?s2?9.1?10?31?9.045?10?12m

??kg?100eV?1.602?10?19J(eV)?1?1.227?10?10m2. 求微粒的动能算符

解:动能表达式为: 解:写出动能表达式:

21p12Ekin?mV2??(px2?py?pz2)22m2m则相应的动能算符为:

2??1(?Kpx2??py??pz2)2m22?222?22??????y????z????p,p,p22?x?y?z22x2代入上式得:

222221?????222??K(?px??py??pz)??(2??)???2222m2m?x?y?z2m3.下列函数,那几个是算符 d2/dx2 的本征函数?并求出相应的本征值。 (1) eimx (2) sinx (3)x2+y2 (4)2cosx (5)x3 解:(1) d2/dx2 eimx = d/dx(im eimx) = -m2eimx ?Ψ=aΨ

∴ eimx是算符d2/dx2的本征函数, 本征值为-m2 (2) d2/dx2 sinx = d/dx cosx = -sinx ?Ψ=aΨ

∴ sinx是算符d2/dx2的本征函数,本征值为-1。

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