《结构化学》期中考试试卷
班级姓名学号
一、选择填空（每题2分，共20分）
1、关于实物微粒具有波粒二象性的描述正确的是（）
a、实物微粒既是粒子，又是波。
b、实物粒子象波一样在空间传播。
c、实物粒子既具有波动性，又具有粒子性
2、对测不准关系说法正确的是（）
a、微观体系的力学量不可能准确测定；
b、微观体系的力学量均可以同时准确测定；
c、若微观粒子的运动速率测得越准确，则其位置的测定就越不准确；
3、有关波函数的描述不正确的是（）
a、波函数是描述粒子运动状态的函数；
b、一个波函数描述微粒子的一种微观运动状态；
c、将波函数ψ乘上一个常数C时，则Cψ与ψ描述的运动状态不同；
4、氢原子中原子轨道的能级顺序为： ( )
a、1s<2s<2p<3s
b、1s<2s=2p<3s
c、1s=2s=<2p=<3s
5、对电子的自旋运动描述正确的是（）
a、电子的自旋运动即电子象带电陀螺自转运动一样；
b、电子的自旋运动与地球围绕太阳旋转一样；
c、电子的自旋是电子本身所固有的属性；
6、电子的运动状态由四个量子数(n,l,m,m s)决定，下列描述正确的是
（） a、（0，1，1，1/2） b、（2，1，0，-1/2）
c、（2，3，1，1/2）
d、（2，1，0，0）
7、有关原子轨道能级高低的判断正确的是（）
a、E（3d）> E(4s)
b、E（3d）< E(4s )
c、不能确定
8、有关角度波函数的描述正确的是（）
a、多电子原子体系的角度波函数与氢原子、类氢离子的角度波函数不
同；
b、多电子原子体系的角度波函数与氢原子、类氢离子的角度波函数完
全相同；
c、不能确定
9、有关全同粒子的说法不正确的是（）
a、全同粒子是不可区分的；
b、全同粒子可借助于坐标区分；
c、质量、电荷、自旋等固有属性完全相同的粒子即为全同粒子；
10、对于Shrodinger方程的描述不正确的是（）
a、Shrodinger方程可以由量子力学理论推导得到；
b、Shrodinger方程是一个经验方程；
c、Shrodinger方程是描述微粒子运动规律的基本方程；
二、填空（每空2分，共2分）
1、光在时表现其波动性；在时表现
其粒子性。
2、德布罗依波λ的物理意义：
3、一维势箱中运动的粒子的能量计算公式为
4、量子力学中的动能算符的表示式为
5、可用判断某体系是微观体系还是宏观体系；
6、描述微观粒子具有波粒二象性的方程有（2个）
7、径向分布函数D=r2R2,它的物理意义是；
8、描述微粒子运动状态的力学量：如能量、角动量等是量子化的。量子化的含义是
9、描述原子中电子运动状态的图形有哪些
三、已知Be原子的第一电离能为9.3 ev,试计算Be原子的有效核电荷数
及屏蔽常数σ2s？
四、已知Li2+离子中的电子处于ψ4P z，试求①轨道能E；②轨道角动量|M|
③轨道角动量在磁场方向的分量。
五、已知ψ=A（2φ1+3φ2+3φ3），φ1、φ2、φ3均为正交归一化函数，求归
一化系数A=？
六、多电子原子的能量取决于何量子数？为什么？
七、用斯莱特行列式写出He原子第一激发态的完全波函数
八、已知Mg的第一激发态：1s22s22p63s13p1,求其光谱支项。
九、已知基态Cr（z=24）原子的光谱支项为7S3，试求Cr原子的电子组态.
十、试求27号元素Co的基态光谱支项。
结构化学复习题 一、选择填空题 第一章量子力学基础知识 1.实物微粒和光一样，既有性，又有性，这种性质称为性。 2.光的微粒性由实验证实，电子波动性由实验证实。 3.电子具有波动性，其波长与下列哪种电磁波同数量级 （A）X射线（B）紫外线（C）可见光（D）红外线 4.电子自旋的假设是被下列何人的实验证明的 （A）Zeeman （B）Gouy （C）Stark （D）Stern-Gerlach 5.如果f和g是算符，则(f+g)(f-g)等于下列的哪一个 (A)f2-g2；(B)f2-g2-fg+gf；(C)f2+g2；(D)(f-g)(f+g) 6.在能量的本征态下，下列哪种说法是正确的 （A）只有能量有确定值；（B）所有力学量都有确定值； （C）动量一定有确定值；（D）几个力学量可同时有确定值； 7.试将指数函数e±ix表示成三角函数的形式------ 8.微观粒子的任何一个状态都可以用来描述；表示粒子出现的概率密度。 常数h的值为下列的哪一个 （A）×10-30J/s （B）×10-16J/s （C）×10-27J·s （D）×10-34J·s 10.一维势箱中粒子的零点能是 答案: 1.略. 2.略. 7.略8.略10.略 第二章原子的结构性质 1.用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n, 1, m, m s）中，哪一组是合理的 (A)2，1，-1,-1/2；(B)0，0，0，1/2；(C)3，1，2，1/2；(D)2，1，0，0。 2.若氢原子中的电子处于主量子数n=100的能级上，其能量是下列的哪一个： (A)；(B)10000eV；(C)100eV；(D)10000eV； 3.氢原子的p x状态，其磁量子数为下列的哪一个 (A)m=+1；(B)m=-1；(C)|m|=1；(D)m=0； 4.若将N原子的基电子组态写成1s22s22p x22p y1违背了下列哪一条 (A)Pauli原理；（B）Hund规则；（C）对称性一致的原则；（D）Bohr理论 原子的基态为1s22s2p1,其光谱项为下列的哪一个 (A) 2P；（B）1S；(C)2D；(D)3P； 组态的光谱基项是下列的哪一个 （A）3F；（B）1D ；（C）3P；（D）1S； 电子的角动量大小为下列的哪一个 （A）h/2π；（B）31/2h/4π；（C）21/2h/2π；（D）2h/2π；
04分子的对称性 【4.1】HCN 和2CS 都是直线型分子，写出该分子的对称元素。 解：HCN ：(),C υσ∞∞; CS 2：()()2,,,,h C C i υσσ∞∞∞ 【4.2】写出3H CCl 分子中的对称元素。 解：()3,3C υσ 【4.3】写出三重映轴3S 和三重反轴3I 的全部对称操作。 解：依据三重映轴S 3所进行的全部对称操作为： 1133h S C σ=，2233S C =， 33h S σ= 4133S C =，52 33h S C σ=，63S E = 依据三重反轴3I 进行的全部对称操作为： 1133I iC =，2233I C =，3 3I i = 4133I C =，5233I iC =，63I E = 【4.4】写出四重映轴4S 和四重反轴4I 的全部对称操作。 解：依据S 4进行的全部对称操作为： 1121334 4442444,,,h h S C S C S C S E σσ==== 依据4I 进行的全部对称操作为： 11213344442444,,,I iC I C I iC I E ==== 【4.5】写出xz σ和通过原点并与χ轴重合的2C 轴的对称操作12C 的表示矩阵。 解： 100010001xz σ????=-??????， ()1 2100010001x C ?? ??=-?? ??-?? 【4.6】用对称操作的表示矩阵证明： （a ） ()2xy C z i σ= （b ） ()()()222C x C y C z = （c ） ()2yz xz C z σσ= 解： （a ） ()()11 2 2xy z z x x x C y C y y z z z σ-?????? ??????==-?????? ??????--??????， x x i y y z z -????????=-????????-????
兰州化学化学化工学院 结构化学试卷及参考答案 2002级试卷A —————————————————————————————————————— 说明： 1. 试卷页号 5 , 答题前请核对. 2. 题目中的物理量采用惯用的符号，不再一一注明. 3. 可能有用的物理常数和词头： h Planck常数J·s=×10-123N=×10mol -31m=×10 电子质量kg e-34 0-9-12, n: 10 p : 10 词头：—————————————————————————————————————— 一．选择答案，以工整的字体填入题号前[ ]内。（25个小题，共50分） 注意：不要在题中打√号，以免因打√位置不确切而导致误判 [ ] 1. 在光电效应实验中，光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系：A .波长 B. 频率 C. 振幅 [ ] 2. 在通常情况下，如果两个算符不可对易，意味着相应的两种物理量A．不能同时精确测定 B．可以同时精确测定 C．只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定 Yθφ)图,[ ] 3. (θφ的变化A．即电子云角度分布图，反映电子云的角度部分随空间方位,θφ的变化,反映原子轨道的角度部分随空间方位即波函数角度分布图，B. C. 即原子轨道的界面图，代表原子轨道的形状和位相 [ ] 4. 为了写出原子光谱项，必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。试判断下列哪种组态是等价组态： 21111 C. 2p2s2s2p B. 1sA．-2-，何者具有最大的顺磁性 , OO , O[ ] 5. 对于222-2- C．O A． B．OO222[] 6. 苯胺虽然不是平面型分子，但-NH与苯环之间仍有一定程度的共轭。据2此判断 A.苯胺的碱性比氨弱 B.苯胺的碱性比氨强 C.苯胺的碱性与氨相同 -的分子轨道与N相似：] 7. 利用以下哪一原理，可以判定CO、CN[2 A．轨
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草 稿 区 化学学院本科生 2013-2014学年第 二 学期 结构化学 课程期末考试试卷（A 卷） 专业： 年级： 学号： 姓名： 成绩: 常数：N 0 = 6.022?1023mol -1 h = 6.626?10-34J ?s -1 m e = 9.11?10-31kg c = 2.998?108 m ?s -1 1 hartree = 27.2eV 一 、填空（本题共 30 分，每个空 1 分） 1．用原子单位制(a.u.)写出下列体系的Schr?dinger 方程： Li +离子 _______________________________________________________________ H 2+分子____________________________________________________________ 2. 下图为某氢原子轨道的电子云黑点图，该原子轨道为______________，在右侧画出该 氢原子轨道的径向波函数R (r )和径向分布函数D (r )图 ___________________________ _______________________ 电子云黑点图 径向波函数R (r )图 径向分布函数D (r )图 3. 对3 F 谱项，其总轨道角动量大小L 为________ ，总自旋角动量大小S 为________ ， 总角动量大小J 的最大值为________ 。 4. Ti 基态(电子组态为3d 24s 2)所包含的微观状态数为____________，其光谱项为 ______________________；光谱基项(基支项)为__________。 5. 以z 轴为键轴，p x 与d xz 之间(轨道间能量相近)可形成什么类型的分子轨道_______。 A. π B. δ C.对称性不匹配，不能形成有效的分子轨道。 6. 写出OF 的分子轨道表示__________________________________________，OF 的键 级为______________，OF 的键长比OF +键长________________。 7. 某理想晶体宏观外型为正三棱柱，则该晶体属________点群，属于_______晶系，其 特征对称元素为______________，其国际符号为_______。 A. 3m B.62 C. 2 3m D. 3 8. Ba 2+离子半径r +=1.35?，Cl -离子半径r -=1.81?，不考虑极化作用，BaCl 2中Ba 2+离子 的配位数为______？BaCl 2属立方晶系，则它最可能属哪种典型二元离子晶体结构型式_________________? 其晶胞参数a =______________? 得 分
结构化学基础第五版周公度答案 【1.3】金属钾的临阈频率为 5.464×10-14s -1 ，如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm 的紫外光照射该电池时，发射光电子的最大速度是多少？ 解： 2 01 2 hv hv mv =+ ()1 2 01812 34141 9 312 2.998102 6.62610 5.46410300109.10910h v v m m s J s s m kg υ------?? =? ??? ???????-??? ??? ???=?? ???? ? 1 3414123151 2 6.62610 4.529109.109108.1210J s s kg m s ----??????=?????=? 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长： （a ） 质量为10 -10 kg ，运动 速度为0.01m ·s -1 的尘埃； （b ） 动能为0.1eV 的中 子； （c ） 动能为300eV 的自由 电子。 解：根据关系式： (1) 3422101 6.62610J s 6.62610m 10kg 0.01m s h mv λ----??= ==? ?? 34-11 (2) 9.40310m h p λ-==?34(3) 7.0810m h p λ-==?【1.7】子弹（质量0.01kg ， 速度1000m ·s -1 ），尘埃（质 量10-9kg ，速度10m ·s -1 ）、作布郎运动的花粉（质量10-13kg ，速度1m ·s -1 ）、原 子中电子（速度1000 m ·s -1 ）等，其速度的不确定度均为 原速度的10%，判断在确定这些质点位置时，不确定度关系是否有实际意义？ 解：按测不准关系，诸粒子的坐标的不确定度分别为： 子弹： 34341 6.2610 6.63100.01100010%h J s x m m v kg m s ---???===?????? 尘 埃 ：34 2591 6.62610 6.6310101010%h J s x m m v kg m s ----???= ==?????? 花 粉 ：34 20131 6.62610 6.631010110%h J s x m m v kg m s ----???= ==?????? 电 子 ： 34 6311 6.62610 7.27109.10910100010%h J s x m m v kg m s ----???= ==??????? 【 1.9】用不确定度关系说明光学光栅（周期约6 10m -）观察不到电子衍射（用100000V 电压加速电子）。 解：解一：根据不确定度关系，电子位置的不确定度为： 9911 1.22610/1.2261010000 1.22610x h h x m p h V m m λ---===?=?=? 这不确定度约为光学光 栅周期的10 －5 倍，即在此加速电压条件下电子波的波长 约为光学光栅周期的10－5 倍，用光学光栅观察不到电子衍射。 解二：若电子位置的不确定 度为10－6 m ，则由不确定关系决定的动量不确定度为： 34628 16.62610106.62610x h J s p x m J s m ----??= =?=? 在104 V 的加速电压下，电子的动量为： 231 5.40210p m J s m υ--==?由Δp x 和p x 估算出现第一衍射极小值的偏离角为： 2812315 arcsin arcsin 6.62610arcsin 5.40210arcsin100x x o p p J s m J s m θθ-----?==??? ? ???≈ 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衍射。 【1.11】2 ax xe ?-=是算符 22224d a x dx ??- ??? 的本征函数，求其本 征值。 解：应用量子力学基本假设Ⅱ（算符）和Ⅲ（本征函数，本征值和本征方程）得： 22222222244ax d d a x a x xe dx dx ψ-????-=- ? ????? ( )2222224ax ax d xe a x xe dx --=- () 2 222 2 22 2232323242444ax ax ax ax ax ax ax d e ax e a x e dx axe axe a x e a x e -------=--=--+- 2 66ax axe a ψ -=-=- 因此，本征值为6a -。 【1.13】im e φ 和 cos m φ 对算符d i d φ 是否为本征函数？若是，求出本征值。 解： im im d i e ie d φ φφ =，im im me φ =- 所以，im e φ 是算符d i d φ 的本征函数，本征值为m -。 而 ()cos sin sin cos d i m i m m im m c m d φφφφφ =-=-≠ 所以cos m φ不是算符d i d φ 的本征函数。 【1.15】已知在一维势箱中粒子的归一化波函数为 ()n n x x l π? 1,2,3n =??? 式中l 是势箱的长度， x 是粒子的坐标()0x 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： n n πx ?H ψ(x ))l = () n x 即：2 8n h E ml = （2）由于??x ()(),x n n x c x ψψ≠无本征值，只能求粒子坐标的平均值： ()()x l x n sin l x l x n sin l x x ?x x l * l n l *n d 22d x 000?????? ? ?????? ??==ππψψ () x l x n cos x l dx l x n sin x l l l d 22122002?????? ? ??-=?? ? ??=ππ 2000122sin sin d 222l l l x l n x l n x x x l n l n l ππππ????=-+?? ????? ? 2 l =
03级化学专业《结构化学》课程期末试卷(A) （参考答案和评分标准） 一选择题(每题2分，共30分) 1.由一维势箱的薛定谔法方程求解结果所得的量子数n,下面论述正确的是………………………………..............................( C ) A.可取任一整数 B. 与势箱宽度一起决定节点数 C. 能量与n2成正比 D. 对应于可能的简并态 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数(n,l,m,m s)中,哪一组是合理的?………………………………………...............( A ) A.（2，1，-1，-1/2 ） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D. （2，1，0，0） 3. 丙二烯分子所属的点群........................................................( D ) A. C2v B. D2 C. D2h D. D2d 4. 2,4,6－三硝基苯酚是平面分子，存在离域键，它是....( E ) A. 1216 B. 1418 C. 1618 D. 1616 E. 1620 5. 对于),(~2,φ θ Y图，下列叙述正确的是...................( B ) φ θ A.曲面外电子出现的几率为0 B.曲面上电子出现的几率相等 C.原点到曲面上某点连线上几率密度相等 D.n不同，图形就不同
6. Mg(1s22s22p63s13p1)的光谱项是..............................................( D ) A. 3P,3S; B. 3P,1S; C. 1P,1S; D. 3P,1P 7. 下列分子中哪一个顺磁性最大................................................( C ) A. N2+ B. Li2 C. B2 D. C2 E. O2- 8. 若以x轴为键轴，下列何种轨道能与p y轨道最大重叠........( B ) A. s B. d xy C. p z D. d xz 9. CO2分子没有偶极矩，表明该分子是：-------------------------------------( D ) (A) 以共价键结合的(B) 以离子键结合的 (C) V形的(D) 线形的，并且有对称中心 (E) 非线形的 10. 关于原子轨道能量的大小，如下叙述正确的是......(D) A.电子按轨道能大小顺序排入原子 B.原子轨道能的高低可用（n+0.7l）判断 C.同种轨道的能量值是一个恒定值 D.不同原子的原子轨道能级顺序不尽相同 11. 已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为.....( A ) A. s1d8 B. s0d9 C. s2d8 D. s0d10 12. 线性变分法处理H2+中得到，，S ab积分，对它们的取值，下列论述有错的是……………...........................................(D)
结构化学试题库 一、选择题（本题包括小题，每小题2分，共分，每小题只有一个选项符合 题意） 1．若力学量E、F、G 所对应的的三个量子力学算符有共同的本征态，则（ A ）。 （A）E、F、G可同时确定（B）可同时确定其中二个力学量 （C）可确定其中一个力学量（D）三个力学量均无确定值 2．对长度为l的一维无限深势箱中的粒子（ C ）。（A）Δx = 0 Δp2x= 0 （B）Δx = lΔp x = 0 （C）Δx = lΔp x2= 0 （D）Δx = 0 Δp x= 0 3．在长度为0.3 nm的一维势箱中，电子的的基态能量为4eV，则在每边长为0.1 nm的三维势箱中，电子的基态能量为（ C ）。 （A）12 eV （B）36 eV （C）108 eV （D）120 eV 4．质量为m的粒子放在一维无限深势箱中，由薛定谔(Schrodinger)方程的合理解可知其能量的特征为（ D ）。 （A）可连续变化（B）与势箱长度无关 （C）与质量m成正比（D）由量子数决定 5．与微观粒子的能量相对应的量子力学算符是（ D ）。 （A）角动量平方算符（B）勒让德（Legendre）算符 （C）交换算符（D）哈密顿（Hamilton）算符 6．氢原子的2p x状态（ D ）。（A）n = 2，l = 1，m = 1，m s= 1/2 （B）n = 2，l = 1，m = 1，m s未确定（C）n = 2，l = 1，m = －1，m s未确定（D）n = 2，l = 1，m 、m s均未确定7．组态(1s)2(2s)2(2p)1（ B ）。 （A）有偶宇称（B）有奇宇称 （C）没有确定的宇称（D）有一定的宇称，但不能确定 8．如果氢原子的电离能是13.6eV，则He+的电离能是（ C ）。 （A）13.6eV （B）6.8eV （C）54.4eV （D）27.2eV 9．一个电子在s轨道上运动，其总角动量为（ D ）。 （A）0 （B）1/2（h / 2π）（C）h / 2π（D）（√3 / 2）（h / 2π）10．O2与O2+比较（ D ）。 （A）O2+的总能量低于O2的总能量 （B）O2+的总能量与O2的总能量相同，而O2+的解离能高于O2的解离能（C）O2+的总能量高于O2的总能量，但O2+的解离能低于O2的解离能 （D）O2+的总能量高于O2的总能量，O2+的解离能亦高于O2的解离能11．双原子分子在平衡核间距时，与分离原子时比较（ C ）。 （A）平均动能和平均势能均降低（B）平均动能降低而平均势能升高 （C）平均势能降低而平均动能升高（D）平均势能降低而平均动能不变12．He2+中的化学键是（ C ）。 （A）单电子σ键（B）正常σ键（C）三电子σ键（D）三电子π键13．氨分子的可能构型是．（ B ）。 （A）平面正方形（B）锥形（C）线型（D）正四面体
如何应用价电子对互斥理论确定分子(或离子的空间构型) 化学化工学院 1301班2013113010145 李志鹏 摘要:在无机化学和普通化学中,通常用杂化轨道理论阐述分子或离子的形成,采用VSEPR法(价层电子对互斥理论)可以预测分子或离子的 空间结构,此方法既简单又快捷,具有较好的际意义。 关键词:价层电子对互斥理论(VS E P R);杂化轨道;键电子;弧对 电子;价层电子对空间配置;分子空间构型。 价层电子对互斥理论(ValenceShellElectronPairRepalsiontheory)简称VSEPR理论。最初是赛奇威克(N.V.Sidgwick1873-1952)等在1942年提出的,上世纪六十年代初吉尔斯必(R.J.Gillespie)等发展了这理论,该理论提出 了一种简便判断共价化合物或离子几何空间构型理论。价层电子对互斥理论认为:在共价分子或离子中,中心原子的价电子层中电子对的 排布方式应该使它们之间的静电斥力最小,并由此决定分子或离子的空间构型。价层电子对互斥理论的基本论点:(1)分子或离子的空间构型决定于中心原子周围的价层电子对数;(2)价层电子对间尽可能远 离以使斥力最小。因此分子或离子的几何构型决定于其中心原子价电子层中电子对间相互排斥作用,排斥作用力越小,分子或离子的能量 越低,体系越稳定。那么如何确定共价分子或离子的空间构型呢?首先要搞清楚中心原子的价层电子对数的计算方法,其步骤如下:1.中心
原子价层电子对数=12(中心原子的价电子数+配位原子提供的价电子数离子电荷代数值。(1)若为正离子,应减去正值;若为负离子,应减去负数(即+正数)。(2)在正常的共价键中,一般认为作为配体的H和卤素原子,均各提供1个价电子;氧和硫原子提供的电子数为零。因为氧和硫价电子数为6,它与中心原子成键时,往往从中心原子接受2个电子达到稳定的八隅体结构[1]。(3)若配体与中心原子是以双键或参键相连,配体可提供一对价电子。配体的原子与中心原子若以单键相连,则配体提供1个价电子。（4）如果价层电子总数为奇数,剩余的1个价电子也算作一对。例如,PO3-4:中心原子P价层电子=5-(-3)/2=4;NH+4:中心原子N价层电子对数=(5+4-1)/2=4;SO2或SO3:中心原子S价层电子对数=6/2,在SO2或SO3分子中,不考虑O原子,只考虑中心原子外层价电子数,SO2分子为角形,SO3为平面三角形。2.根据中心原子价电子层的电子对数,从下表确定相应的排布静电排斥作用最小的电子排布电子对数23456电子对排布直线、平面三角、四面体、三角双锥、八面体杂化类型SP y、SP2y、SP3y、SP3dy、SP3d2(或d2SP3) 3.按斥力最小原则,找出弧对、键对彼此斥力的大小,确定稳定的分子或离子的结构形状把配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周围,每一电子对联结一个配位原子,称为成键电子对,剩下未结合的电子便是弧对电子。价电子互斥理论认为,各个价电子对间由于相互排斥作用距离愈远则愈稳定,即分布在中心原子周围的价电子对,趋向于尽可能互相 远离,其结构较稳定。按照中心原子价电子对间的排斥力,其两对电子对与中心原子形成的键角(或夹角)越小,其排斥力越大,因此两对电
结构化学基础 第一章量子力学基础： 经典物理学是由Newton（牛顿）的力学，Maxwell（麦克斯韦）的电磁场理论，Gibbs（吉布斯）的热力学和Boltzmann（玻耳兹曼）的统计物理学等组成，而经典物理学却无法解释黑体辐射，光电效应，电子波性等微观的现象。 黑体：是一种可以全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体，带一个微孔的空心金属球，非常接近黑体，进入金属球小孔的辐射，经多次吸收，反射使射入的辐射实际全被吸收，当空腔受热，空腔壁会发出辐射，极少数从小孔逸出，它是理想的吸收体也是理想的放射体，若把几种金属物体加热到同一温度，黑体放热最多，用棱镜把黑体发出的辐射分开就可测出指定狭窄的频率范围的黑体的能量。 规律：频率相同下黑体的能量随温度的升高而增大， 温度相同下黑体的能量呈峰型，峰植大致出现在频率范围是0.6-1.0/10-14S-1。 且随着温度的升高，能量最大值向高频移动. 加热金属块时，开始发红光，后依次为橙，白，蓝白。 黑体辐射频率为v的能量是hv的整数倍. 光电效应和光子学说： Planck能量量子化提出标志量子理论的诞生。 光电效应是光照在金属表面上使金属放出电子的现象，实验证实： 1.只有当照射光的频率超过金属最小频率（临阈频率）时，金属才能发出电子，不同金属的最小频率不同，大多金属的最小频率位于紫外区。 2.增强光照而不改变照射光频率，则只能使发射的光电子数增多，不影响动能。 3.照射光的频率增强，逸出电子动能增强。 光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位光子，其能量和光子的频率成正比，即E=hv 光子还有质量，但是光子的静止质量是0，按相对论质能定律光子的质量是 m=hv/c2 光子的动量：p=mc=hv/c=h/波长 光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。 光电效应方程：hv（照射光频率）=W（逸出功）+E（逸出电子动能） 实物微粒的波粒二象性： 由de Broglie（德布罗意）提出：p=h/波长 电子具有粒性，在化合物中可以作为带电的微粒独立存在（电子自身独立存在，不是依附在其他原子或分子上的电子） M.Born（玻恩）认为在空间任何一点上波的强度（即振幅绝对值平方）和粒子出现的概率成正比，电子的波性是和微粒的统计联系在一起，对大量的粒子而言衍射强度（波强）大的地方粒子出现的数目就多概率就大，反之则相反。 不确定度关系： Schrodinger（薛定谔）方程的提出标志量子力学的诞生. 不确定关系又称测不准关系或测不准原理，它是微观粒子本质特性决定的物理量间相互关系原理，反映了微粒波特性。而一个粒子不可能同时拥有确定坐标和动量（也不可以将时间和能量同时确定）[这是由W.Heisenberg（海森伯）提出的] 微观粒子与宏观粒子的比较： 1.宏观物体同时具有确定的坐标和动量可用牛顿力学描述（经典力学），微观粒子不同时具
2017-2018学年大学结构化学期中考试试卷 注： 一、 选择题 (40分，每题2分) 1、下列分子中，非线性的是 （ ） A 、CO 2 B 、CS 2 C 、SO 2 D 、C 2H 2 2、按照价电子对互斥理论，ClF 3的稳定分子构型是 （ ） A 、三角双锥 B 、”T ”字型 C 、四面体 D 、三角形 3、以下为四个量子数(n, l, m, m s )的四种组合，合理的是 （ ） A 、2，2，0，-1/2 B 、2，1，0，-1/2 C 、2，1，2，+1/2 D 、2，0，1，1 4、已知[Fe(CN)6]3-是低自旋配合物，那么中心离子d 轨道的电子排布为 ( ) A 、t 2g 3e g 2 B 、.t 2g 2e g 3 C 、.t 2g 4e g 1 D 、t 2g 5e g 0 5、设想从乙烷分子的重叠构象出发,经过非重叠非交叉构象,最后变为交叉构象, 点群的变化是 ( ) A 、D 3→D 3h →D 3d B 、D 3h →D 3→D 3d C 、C 3h →C 3→C 3V D 、C 3h →D 3→C 3V 6、基态变分法的基本公式是 ( ) A 、 E ??H ≤∧ * *τ ψψτψψd d B 、 E ??H <∧ 0* *τ ψψτψψd d C 、 E ??H >∧ 0* *τ ψψτψψd d D 、 E ??H ≥∧ 0* *τ ψψτψψd d 7、按照分子轨道理论，下列微粒中最稳定的是 ( ) 学院-------------------------------------- 班级---------------------------------- 姓名------------------------------------- 学号 ------------------------------------
复习提纲 第一章化学反应的基本规律 第一部分 热力学 1． 体系的分类 2． 状态函数的特征？热力学函数哪些属于状态函数？ 3． S m ? ， Δf H m ?，Δf G m ?，Δr H m ?，Δr S m ?，Δr G m ? 等热力学函 数的规定 4． 热与功正负的规定？热力学第一定律 5． 物质的标准态的规定 6． 如何通过盖斯定律计算未知反应的反应热、熵变、焓变、 吉布斯自由能变、平衡常数？ 7． 判断自发反应的依据？热力学第二定律的两种表述？ 8． 标态下Δr G m ?的计算（吉布斯-赫姆霍兹公式）---（会判断 和计算），熵变的大致判断（定性），转化温度的计算？ 9． 非标态下Δr G m 的计算（化学等温方程式） 10． 热力学平衡常数的概念？如何计算？（公式） 11． 平衡常数与标准摩尔吉布斯自由能变的关系（会计算） 12． 浓度、温度、压力对平衡常数及反应方向的影响？ 第二部分 动力学 1． 质量作用定律与反应速率表达式的关系 2． 基元反应与复杂反应，速率决定步骤 3． 反应速率常数的单位与反应级数
4．利用活化分子理论与过渡态理论解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响 5．利用阿仑尼乌斯公式计算反应速率常数及活化能 第二章水基分散系 1．稀溶液有哪些依数性？如何定性判断？如何定量计算？2．稀溶液依数性的应用 例：减压蒸馏、汽车水箱防冻、撒盐除雪、腌菜蜜饯、输液、（低渗、高渗溶液）、海水淡化、测定物质分子质量 3.分散体系分类、分散剂、分散质 4、相似相溶原理（结合第四章分子间作用力） 5、质量摩尔浓度的计算 6．胶粒的吸附作用、结构及所带电荷 7、溶胶的聚沉方法及应用 8、填空（布朗运动、丁铎尔效应、电泳、电渗、触变作用、絮凝作用、保护作用等）----关注黑体字部分 第三章溶液中的化学平衡 1．一元弱酸、弱碱的pH值的计算及同离子效应的计算 2．酸碱质子理论判断共轭酸碱以及酸碱反应的方向 3．常见缓冲溶液的组成？缓冲范围？如何根据需要选择合适的
第二章 原子的结构和性质 1氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47,486.27,434.17,和410.29nm ，试通过数学处理将谱线的波数归纳成下式表示，并求出常数R 及整数n 1，n 2的数值 )11(~2 2 21 n n R v -= 解： 数据处理如下表 从以上三个图中可以看出当n 1=2时，n 2=3,4,5…数据称直线关系，斜率为0.01091 2、按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径(分别用原子的折合质量和电子的质量计算，并准确到5位有效数字)和线速度。 解： 根据Bohr 模型 离心力 = 库仑力 2 02 2 4r e r m πευ= (1) 角动量M 为h/2π的整数倍 π υ2n h r m =? (2) 波数、c m -1 (1/n 21-1/n 22 ) (1/n 2 1 -1/n 2 2 ) 波数、c m -1 (1/n 21 -1/n 2 2 ) v /10-3 1/n 22(n 1=1) 1/n 22(n 1=2) 1/n 22(n 1=3) 1.5233 0.75 0.1389 0.0486 2.0565 0.89 0.1875 0.07112.3032 0.9375 0.21 0.08332.4273 0.96 0.222 0.09069 ~
由(1)式可知 mr e 02 2 4πευ = ；由(2)式可知 υ πm n h r 2= nh e 02 2ευ= 基态n=1线速度， 5 34 12 2 19 02 10 *18775.210 *626.6*10 *854188.8*2) 10 *60219.1(2----== = h e ευ 基态时的半径，电子质量=9.10953*10-31kg 10 5 31 34 10 *29196.510 *18755.2*10 *10953.9*1416.3*210 *626.62----== = υ πm nh r 折合质量，μ=9.10458*10-31kg 10 5 31 34 10 *29484.510 *18755.2*10 *10458.9*1416.3*210 *626.62----== =πμυ nh r 3、对于氢原子 (1) 分别计算从第一激发态和第六激发态跃迁到基态的光谱线的波长，说明这些谱线所属的线系及所处的光谱范围 (2) 上述两谱线产生的光子能否使；(a) 处于基态的另一个氢原子电离，(b)金属铜钟的铜原子电离(铜的功函数为7.44*10-19J) (3) 若上述两谱线所产生的光子能使金属铜晶体的电子电离，请计算从金属铜晶体表面发射出的光电子的德布罗意波长 解：(1) H 原子的基态n=1，第一激发态n=2，第六激发态 n=7 m E E hc 7 4 23 834 1 210 *2159.110 *649.9*)125.0(595.1310 *02205.6*10*99793.2*10 *626.6--=--= -= λ m E E hc 8 4 23 8 34 1 710 *3093.910 *649.9*)10205.0(595.1310 *02205.6*10*99793.2*10 *626.6--=--= -=λ 谱线属于莱曼系， (2) 从激发态跃迁到基态谱线的能量，E=hc/λ eV mol hc E 19.1010 *036.1*10*023.6*10*2159.110 *999.2*10 *626.65 1 237 8 34 1 1== = ----λ eV mol hc E 31.1310 *036.1*10*023.6*10 *3093.910 *999.2*10 *626.65 1 238 8 34 2 2== = ----λ 基态H 原子电离需要的电离能为 13.6eV ，谱线不能使另一个基态H 原子电离。 J hc E 8 1-7 8 34 1 110 *64.110*2159.110 *999.2*10 *626.6== = --λ J hc E 18 8 8 34 2 210*134.210 *3093.910 *999.2*10 *626.6== = --λ
北京大学1992 年研究生入学考试试题 考试科目：物理化学 ( 含结构化学 ) 考试时间： 2 月 16 日上午 招生专业：研究方向： 结构化学（ 40 分） 1.用速度 v＝1×109cms－1的电子进行衍射实验，若所用晶体粉末 MgO的面间距为 ?， 粉末样品到底片的距离为 2.5cm，求第 2 条衍射环纹的半径。（8 分） 2.判断下列轨道间沿 z 轴方向能否成键，如能成键，请在相应的位置上填上分子轨 道的名称。 p p z d xy d xz x p x p z d xy d xz （4 分） 3. 实验测得 HI 分子基本光带和第一泛音带的带心分别为 － 1 － 1 2230cm 和 4381cm ，求： （1）HI 的力常数；（2）HI 的光谱解离能。（原子量： H＝1，I ＝）（ 7 分） 4.判断下列分子和离子的形状和所属点群： SO32 SO 3 XeOF4 NO 2 NO 2 （5 分） 5. 已知 [Fe(CN) 6] 3-、[FeF 6] 3-络离子的磁矩分别为β、β（β为玻尔磁子）（ Fe 原子 序数＝ 26）， （1）分别计算两种络合物中心离子未成对电子数； （2）用图分别表示中心离子 d 轨道上电子排布情况； （3）两种络合物其配位体所形成的配位场是强场还是弱场？（3 分） 6.* 有一立方晶系 AB型离子晶体， A 离子半 555555,PLKNOPCVKJPKGJPFJH;L/’.IK 7. /9*632JKL[PKLP[JLH[PKLPJH[KLPJ[HKLPJ[OLJP[OI;I[OLP[OLPILOPKJ=[KLK’径 8. 为 167pm，B 离子半径为 220pm，按不等径球堆积的观点，请出：（4） B 的堆积方式； （5） A 占据 B 的什么空隙； （6） A 占据该类空隙的分数； （7）该晶体的结构基元； （8）该晶体所属点阵类型。（10分）金刚石、石墨及近年发现的球碳分子（例如足球烯，C60）是碳的三种主要同素异形体，请回答： （9）三者中何者可溶于有机试剂，理由是什么？ （10）据推测，有一种异形体存在于星际空间，而另一种异形体在死火山口被发现，说明何者在星际空间存在，何者在火山口存在，解释原因。
化学工程课程英文翻译 数学 Math，Mathematics 算术 Arithmetics 代数Algebra， 几何 Geometry 三角 Trigonometry 微积分 Calculus
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频谱识别Srectrum Identification 概率 Probability 药理学 Pharmacology 药物合成 Drug Synthesis 传质与分离工程Mass Transfer and Separation Engineering 应用电化学Applied Electrochemistry 压力容器设计Design of Pressure Vessel 电化学Electrochemistry
《结构化学》期中考试试卷 班级姓名学号 一、选择填空（每题2分，共20分） 1、关于实物微粒具有波粒二象性的描述正确的是（） a、实物微粒既是粒子，又是波。 b、实物粒子象波一样在空间传播。 c、实物粒子既具有波动性，又具有粒子性 2、对测不准关系说法正确的是（） a、微观体系的力学量不可能准确测定； b、微观体系的力学量均可以同时准确测定； c、若微观粒子的运动速率测得越准确，则其位置的测定就越不准确； 3、有关波函数的描述不正确的是（） a、波函数是描述粒子运动状态的函数； b、一个波函数描述微粒子的一种微观运动状态； c、将波函数ψ乘上一个常数C时，则Cψ与ψ描述的运动状态不同； 4、氢原子中原子轨道的能级顺序为： ( ) a、1s<2s<2p<3s b、1s<2s=2p<3s c、1s=2s=<2p=<3s 5、对电子的自旋运动描述正确的是（） a、电子的自旋运动即电子象带电陀螺自转运动一样； b、电子的自旋运动与地球围绕太阳旋转一样；
c、电子的自旋是电子本身所固有的属性； 6、电子的运动状态由四个量子数(n,l,m,m s)决定，下列描述正确的是 （） a、（0，1，1，1/2） b、（2，1，0，-1/2） c、（2，3，1，1/2） d、（2，1，0，0） 7、有关原子轨道能级高低的判断正确的是（） a、E（3d）> E(4s) b、E（3d）< E(4s ) c、不能确定 8、有关角度波函数的描述正确的是（） a、多电子原子体系的角度波函数与氢原子、类氢离子的角度波函数不 同； b、多电子原子体系的角度波函数与氢原子、类氢离子的角度波函数完 全相同； c、不能确定 9、有关全同粒子的说法不正确的是（） a、全同粒子是不可区分的； b、全同粒子可借助于坐标区分； c、质量、电荷、自旋等固有属性完全相同的粒子即为全同粒子； 10、对于Shrodinger方程的描述不正确的是（） a、Shrodinger方程可以由量子力学理论推导得到； b、Shrodinger方程是一个经验方程； c、Shrodinger方程是描述微粒子运动规律的基本方程；