装订线化学学院本科生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：成绩：姓名：常数：No=6.022x1023molh=6.626x10-34J.s-lm=9.11x10-3lkgc=2.998x10°m-s-11hartree=27.2eV得分草稿区、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Schrodinger方程：Li离子H2*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F谱项，其总轨道角动量大小为h，总自旋角动量大小国为h总角动量大小的最大值为h。4.Ti基态（电子组态为3d-4s)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=轴为键轴，Px与d之间（轨道间能量相近）可形成什么类型的分子轨道A.元B. 8C.对称性不匹配，不能形成有效的分子轨道。OF的键6.写出OF的分子轨道表示级为OF的键长比OF+键长晶系，其7.某理想晶体宏观外型为正三棱柱，则该晶体属点群，属于特征对称元素为，其国际符号为c. 23A.3mmB.6m2D. 3mm8.Ba2+离子半径r=1.35A，CI-离子半径r_=1.81A，不考虑极化作用，BaClz中Ba2+离子的配位数为？BaCl2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A？其晶胞参数a=第1页，共5页
装 订 线 第 1 页，共 5 页 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：N0 = 6.0221023mol1 h = 6.6261034Js 1 me= 9.111031kg c = 2.998108 ms 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 Schrödinger 方程： Li+ 离子 _ H2 + 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 3d2 4s2 )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，px与 dxz之间(轨道间能量相近)可形成什么类型的分子轨道_。 A. B. 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. 3mm B. 6 2 m C. 2 3 m D. 3m 8. Ba2+离子半径 r+=1.35Å，Cl 离子半径 r=1.81Å，不考虑极化作用，BaCl2 中 Ba2+离子 的配位数为_？BaCl2 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 =_Å 得 分
装订线9.已知K2O为反萤石(CaF2)型晶体（即O占据萤石中Ca的位置，K占据萤石中F的位置），晶胞参数α=6.436A，K离子半径为1.38A。该晶体点阵型式为:；晶每个晶胞所包含结构基元的数目为；其结构基元的内容是体中，O"离子做何种堆积？；K*添在何种空隙中？假设该晶体为理想离子晶体，则O离子半径为，K20晶体的空间利用率为：画出该晶体(110)面结构(要求标清接触情况)。草稿区得分二、给出下列分子所属分子点群，判断其有无偶极矩和旋光性（本题共20分）有无偶极矩有无旋光性所属点群分子(每空1分）（每空0.5分）（每空0.5分)环已烷(椅式)环已烷(船式)六氟化硫SFon2-丁醇CH,CH,CHCH1,3,5,7-四甲基环辛四烯二茂铁(完全重叠式)三乙二胺合钻离子[Co(NH2CH2CH2NH2);13+丁二烯(反式)1,3-二氯丙二烯CIHC=C=CHCI次氯酸(HCIO)第2页，共5页
装 订 线 第 2 页，共 5 页 草 稿 区 9. 已知 K2O 为反萤石(CaF2)型晶体(即 O 占据萤石中 Ca 的位置，K 占据萤石中 F 的位 置)，晶胞参数 a = 6.436Å，K+ 离子半径为 1.38Å。该晶体点阵型式为_； 每个晶胞所包含结构基元的数目为_；其结构基元的内容是_；晶 体中，O= 离子做何种堆积？_；K+ 添在何种空隙中？_； 假设该晶体为理想离子晶体，则 O= 离子半径为_，K2O 晶体的空间利用率 为_；画出该晶体(110)面结构(要求标清接触情况)。 _ 二、给出下列分子所属分子点群，判断其有无偶极矩和旋光性 (本题共 20 分) 分子 所属点群 (每空 1 分) 有无偶极矩 (每空 0.5 分) 有无旋光性 (每空 0.5 分) 环己烷(椅式) 环己烷(船式) 六氟化硫 SF6 2-丁醇 CH3CH2CHCH3 OH 1,3,5,7-四甲基环辛四烯 二茂铁(完全重叠式) 三乙二胺合钴离子 [Co(NH2CH2CH2NH2)3] 3+ 丁二烯(反式) 1,3-二氯丙二烯 ClHC=C=CHCl 次氯酸(HClO) 得 分
装订线三、计算（本题共20分）得分由HMO方法求算烯丙基自由基(H2C-CH=CH2)的(1）元分子轨道波函数和能级(2）计算烯丙基自由基的离域能（3）计算烯丙基自由基的键级、电荷密度和自由价，并画出分子图草稿区(4)求算丙二烯双自由基(HC-C--CH)的离域能和中间C原子的自由价。第3页，共5页
装 订 线 第 3 页，共 5 页 草 稿 区 三、计算 ( 本题共 20 分 ) 由 HMO 方法求算烯丙基自由基( H2C CH CH2 )的 (1) 分子轨道波函数和能级 (2) 计算烯丙基自由基的离域能 (3) 计算烯丙基自由基的键级、电荷密度和自由价，并画出分子图 (4) 求算丙二烯双自由基( HC C CH )的离域能和中间 C 原子的自由价。 得 分
装订线四、计算（本题共10分）：得分1?=wa+/2van,为氢原子一种可能的状态，n=方(aa+a)(1)将归一化(2）该原子轨道能量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其平均值；能量为-1/8a.u.(即-R/4)状态出现的概率为多少？草稿区（3）角动量大小有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其均方根值：角动量大小为/h出现的概率为多少？（4）角动量z分量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其平均值；角动量z分量的值不为0的概率为多少？得分五、计算（本题共10分）：已知：金属铅(Pb)为A1堆积，其原子半径为1.750A，金属铬(Cr)为A2堆积，其原子半径为1.249A。某样品为铅与铬粉末的混合物，如用CuK.线(2=I.542A)记录该样品粉末衍射时，其衍射谱中前4条衍射线分别是那种金属的衍射线，衍射指标和衍射角分别为多少？第4页，共5页
装 订 线 第 4 页，共 5 页 草 稿 区 四、计算( 本题共 10 分 )： 2 2 2 x s p 为氢原子一种可能的状态， 2 211 21 1 1 ( ) 2 x p (1) 将 归一化 (2) 该原子轨道能量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其平均值；能量为1/8 a.u.(即R/4)状态出现的概率为多少？ (3) 角动量大小有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其均方根值；角动量大小为 2 出现的概率为多少？ (4) 角动量 z 分量有无确定值，若有，其值为多少，若无，求其平均值；角动量 z 分量 的值不为．．0 的概率为多少? 五、计算( 本题共 10 分 )： 已知：金属铅(Pb)为 A1 堆积，其原子半径为 1.750Å，金属铬(Cr)为 A2 堆积， 其原子半径为 1.249 Å。某样品为铅与铬粉末的混合物，如用 Cu K线(=l.542Å)记录该 样品粉末衍射时，其衍射谱中前 4 条衍射线分别是那种金属的衍射线，衍射指标和衍射 角分别为多少？ 得 分 得 分
装订线六计算回答问题（本题共10分）得分1.(6分）某合金由A、B、C三种元素组成。在其晶体中，A为A1型堆积，B占据了A全部正八面体空隙，C占据了A全部正四面体空隙，晶胞顶点被C占据。1）写出合金的结构式；2）写出晶胞中C的分数坐标草稿区3）分别写出A、B、C金属原子的配位情况（配位多面体形状，配位原子种类、数目）4)画出其(110)面的结构2.(4分)中性共轭分子其HMO波函数如下（已归一化，未按能级顺序排列），4=0.302/,+0.302V20.749W3+0.506y4,=0.707y,-0.707=0.523y,+0.523z+0.612s+0.282,=0.368w,+0.368z0.25430.815画出其分子图，并指出其亲电取代最易发生的位置。第5页，共5页
装 订 线 第 5 页，共 5 页 草 稿 区 六 计算回答问题( 本题共 10 分 ) 1.(6 分) 某合金由 A、B、C 三种元素组成。在其晶体中，A 为 A1 型堆积，B 占据了 A 全部正八面体空隙，C 占据了 A 全部正四面体空隙，晶胞顶点被 C 占据。 1) 写出合金的结构式； 2) 写出晶胞中 C 的分数坐标 3) 分别写出 A、B、C 金属原子的配位情况(配位多面体形状，配位原子种类、数目) 4) 画出其(110)面的结构 2.(4 分)中性共轭分子 4 3 2 1 ，其 HMO 波函数如下(已归一化，未按能级顺序排列)， 11234 2 12 3 1234 4 1234 0.302 0.302 0.749 0.506 0.707 0.707 0.523 0.523 0.612 0.282 0.368 0.368 0.254 0.815 画出其分子图，并指出其亲电取代最易发生的位置。 得 分