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2009级结构化学B卷答案


包头师范学院
2011 -2012 学年第二学期期末考试试题(B 卷)
学 院

学院

化学学院

专业

化学、应化



09

考试科目

结构化学

任课教师签名:谷中明

系主任签名:
题号 一 二 三 四 五 六

教学院长签名:
七 八 九 十 总分

专 业 装

一、选择题(每小题 2 分,共 30 分) 1、原子光谱的实验事实表明( C ) A、原子具有波动性 B、原子由原子核和电子组成

C、原子能量的不连续性????????D、原子运动无固定轨道 2、代表力学量的算符应具备的条件是 ( D )
班 级 订

A、线性

B、微分

C、厄米性

D、线性和厄米性

3、Li2+的 6s、5d、4f 轨道能级次序为( A ) A、6s>5d>4f C、6s<5d<4f B、Li2+的 6s、5d、4f 无法比较 D、6s、5d 存在交叉无法比较

姓 名

4、N 原子的电子排布为 1S22S22P3,其基态谱项为( A ) A、 4 S B、 3 P C、 2 D D、 3 S

5、在同核双原子分子中,两个 P 轨道组合可以产生两个( D )
学 号

A、? 轨道


B、??轨道

C、?? 轨道

D、??或???轨道 ( C )

6、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是 A、等于真实基态能量

B、大于真实基态能量 D、小于真实基态能量 D ) C、NF3 D、SO3 A ) D、 D2d、D2d

流 水 号 号 第 页

C、不小于真实基态能量 7、偶极矩等于零的化合物是( A、H2O B、PCl3

8、CH2=C=CH2 和 O=C=O 所属的点群分别是( A、 D2d、D?h B、 D2h、D2h

C、 D?h、D?h

流水号







1

9、杂化轨道不必满足下列哪一条性质 ( B ) A、杂化轨道必须是正交归一的 C、轨道杂化前后数目必须守恒 B、杂化轨道必然是简并的轨道 D、每个轨道在杂化前后总成分保持不变

10、d 轨道在平面正方形场中分裂时,处于能量最高的一组轨道是( A ) A、 d x2 ? y 2 B、 d z 2 C、 d xz、d yz D、 d xy

11、下列络合物高自旋状态的是( B ) A、[Co(NH3)6]3+ B、[Co(NH3)6]2+ C、[Co(CN)6]4- D、[Co(H2O)6]3+

12、推测金属元素配合物中未成对电子数,应用的方法是 ( D ) A、X射线衍射 B、测定偶极距 C、核磁共振 D、测定磁化率

13、空间点阵型式中不存在的是 ( B ) A、立方I B、四方C C、四方I D、六方H

14、半径为 R 的金属为 A1 型结构的晶体,晶胞体积是( B ) A、
64 3 R 3 3

B、

64 3 R 2 2

C、 8 2 R 3

D、 8 R 3

15、CsCl 型晶体中,其正负离子的配位数之比是( A ) A、8:8 B、8:4 C、6:6 D、6:3

二、填空题(每空 1 分,共 20 分) 16、在单电子体系中,决定轨道能量高低的量子数是 度为 n2 。
2

n

,其轨道的简并

17、写出 F 原子的核外电子排布 1s22s22p5 ;F 原子的光谱基项为 18、原子轨道若要有效地组成分子轨道,必须满足的三个条件是: ① 能量相近原理 ;② 对称性匹配 ;③ 最大重叠原理

P





19、已知 Ni(CN)42-络离子,中心离子采用的是 dsp2 杂化,其几何构型是 平面四 方形 ,属于 D4h 点群,参与杂化的 d 轨道是 dx2 –y2 5 , 。

? 20、根据价电子对互斥理论可知, I 3 中价电子对数为

其几何构型是

直线形



流水号







2

21、根据晶体场理论,[Fe(CN)6]3-络离子中,未成对电子数为 顺 磁性。 (选“顺”或“反” )

1

,具有

22、在立方晶系中,已知单位向量为a,则相邻两晶面间的距离 (100)为 a ; (110)为

a

2

; (111)为

a

3



23、A3 型结构中,其密置层的排列方式为 (001) ,空间利用率为 74.05%

ABABAB ,其密置层晶面为 。

三、判断题 (每题 1 分,共 7 分;正确选“?”,错误选“?”填入空中) 24、 凡是全充满的电子壳层, 其中所有电子的耦合结果总是 L=0, S=0, J=0。 (?) 25、杂化轨道的成键能力次序为 sp3>sp2>sp。 (?) 26、根据姜-泰勒效应可知,在弱场中 d7 电子组态会发生大的畸变。(?) 27、NaCl、CsCl 晶胞对应的点阵型式均为面心立方点阵。(?) 28、在面心立方晶系中,当 h、k、l 奇偶混杂时发生消光现象(?) 29、离子键的强弱常用晶格能的大小来衡量。(?) 30、从能带分布看,半导体和绝缘体的差别在于有无导带(?)

四、解答题(每小题 4 分,共 16 分) 31、无水CoCl2(晶体)吸水后变为粉红色,为什么?无水CoCl2(晶体) 呈蓝 绿色,是以Cl-为配体的Oh场络合物 [CoCl6 ]4? 当

[CoCl6 ]4? 吸水转化为 [Co( H 2O) 6 ]2? 时
因为,配体H2O强度大于Cl-,即分裂能 ?( H 2O) ? ?(Cl ? ) (2分)

所以吸收光波长向短波方向移动。CoCl2吸收黄色以下的光,剩下绿青蓝紫 呈蓝绿色,而 [Co( H 2O) 6 ]2? 吸收橙到蓝光,呈粉红色。(2分) 32、确定下列分子的点群 粒子 点群 CH3CCl3 D3 交错 C2H6 D3d HCHO C2V C2H2 D∞h

流水号







3

33、已知某烯烃的久期行列式如下所示,试将推测出的分子骨架填入矩形框中。

C
6 5

C C
4

C
1

C
3

C
2

34、写出晶体中可能存在的独立的宏观对称元素。 旋转轴:轴次有 1、2、3、4、6 镜面,对称中心,反轴。

五、综合题(共 27 分) 35、 (4 分)计算动能为 1000eV 的电子的德布洛意波长

h h h h 1225 ?12 ? ? ? ? ?10 m p m v 2 m E 2 m eV V 解: ? ? 38.74 pm

??

公式:2 分 数据:2 分

36、 (4 分)已知[Fe(CN)6]3-、[FeF6]3-配离子的磁矩分别为 1.7 ? B 、5.9 ? B ( ? B 为 玻尔磁子) ,请分别计算两种配合物中心离子未成对电子数。 解:分子磁矩计算公式: ?m ? n(n ? 2) ? ?B 当 ?m ? 1.7? B 时,未成对电子数 n=1 当 ? m ? 5.9? B 时,未成对电子数 n=5 37、 (9 分)金属钽单质是体心立方结构,其中 a=330pm。请计算: ① 钽的原子半径; ② 金属钽的理论密度。 (M(Ta)=181g/mol)
③ (110)面间距。 公式: 2 分 数据:各 1 分

解:① 金属钽为体心立方结构,原子在晶胞对角线方向上互相接触,由此 推得原子半径 r 和晶胞参数 a 的关系为:

流水号







4

代入数据得: r ?

3 ? 330pm ? 143pm 4

公式:1 分 数据:2 分

② 每个晶胞中含两个钽原子,因此,金属钽的理论密度为:

D?

2M 2 ?181 ? ? 16.7 g / cm3 3 ?10 23 a N A 330?10 ? 6.022?10
a 1 ?1 ? 0
2 2 2

公式:1 分 数据:2 分

③ (110)面间距 d (110 ) ?

?

330 ? 233pm 2

公式:1 分 数据:2 分

38、 (10 分)试用 HMO 法(休克尔分子轨道法)求环丙烯基 ① π 电子分子轨道能级能量 ② 离域能 ③ π 分子轨道波函数 解:① 依题意列久期行列式
HC

CH CH

久期行列式:1 分

展开的: x 3 ? 3x ? 2 ? 0
∴ ,

解得 x1 ? ?2 ; x2 ? x3 ? 1
, 轨道能量:2 分

② 离域能=(2E1+E2)-[2(???)+?]=[2(????)+(???)]-[2(???)+?] 离域能=??
计算列式过程:2 分 结果:1 分

③π 分子轨道波函数



; 列式计算过程:1 分 结果:3 分

流水号







5


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