第四章课后作业题

第四章课后习题答案1.简述LCAO-MO的三个基本原则，其依据是什么？由此可推出共价键应具有什么样的特征？解：见课本P112-11313.指出O2、O2+和O2-的键长、键能的大小的顺序，并说明理由。解：首先写出分子或离子的基组态分子轨道式O2：2222422****112222222sssspzpxpypxpy或者：22222421122311gugugug键级BO=2O2+：2212422****112222222sssspzpxpypxpy或者：22222411122311gugugug键级BO=52O2-：2232422****112222222sssspzpxpypxpy或者：22222431122311gugugug键级BO=32对于同类原子，由键级顺序判断出稳定顺序为：O2+O2O2-键级越大，分子能量越稳定，键长越短，键能越大。17.用分子轨道理论讨论N2+、F2+、N22-、F22-的稳定性和H2、O2+、N2、CO的磁性。解：N2+：224122**1122222sssspxpypzBO=5/2F2+：2232422****112222222sssspzpxpypxpyBO=3/2N22-：2224222****112222222sssspxpypzpxpyBO=2F22-：22422422*****1122222222sssspzpxpypxpypzBO=0对于同类原子，由键级顺序判断出稳定顺序为：N2+N22-F2+F22-键级越大，分子能量越稳定，键长越短，键能越大。H2：21s无未成对电子，在磁场中呈反磁性O2+：2212422****112222222sssspzpxpypxpy顺磁性，反键轨道有1个未成对电子N2：224222**1122222sssspxpypz反磁性CO：222242123415反磁性18.试计算1H35Cl、2H35Cl、1H37Cl、2H37Cl的折合质量，设在这些分子中两原子间的平衡距离为127.46pm，试求其转动惯量。解：这种类型的题目注意单位换算折合质量32e110RABABABCABABABAmmMMMMmkgImmMMMMN1H35Cl：-26-27-27102-4721351.993101.615101.61510(1.274610)2.6231013512kgIKgm2H35Cl：-26-27-27102-4722351.993103.14210kg3.14210(1.274610)5.1051023512IKgm1H37Cl：-26-27-27102-4721371.993101.61710kg1.61710(1.274610)2.6271013712IKgm2H37Cl：-26-27-27102-4722371.993103.15110kg3.15110(1.274610)5.1201023712IKgm19.已知CO的键长为112.82pm，试求12C16O的纯转动光谱中相当于最前面的四种跃迁的谱线的波数。设要求用转动光谱测量某CO样品中13C的丰度，则仪器的分辨率为多少才能把12C16O的谱线与13C16O的谱线分开来？解：3413221228236.62610193.14121610883.14(112.8210)3.01012166.0210hBmIc根据公式2(1)BJ可计算相应的谱线波数，最前面的四种跃迁对应的J取值为0，1，2,3，所以111213142(1)2193.141386.282193.142772.562193.1431158.842193.1441545.12BJmmmm对于同位素所组成的分子，仅不同，而键长是相同的，取J=01112121121612162(1)2193.14(1)16.9813161316386.2816.98369.3Bmm仪器的分辨率是针对波长而言，所以波数要转换成相应的波长分辨率=4111.1910369.3386.28m22.已知N2的键能为7.37eV，比N2+的键能6.34eV大，但O2的键能5.08eV却比O2+的键能6.48eV小，这个事实应如何解释？解：本题是从键级入手讨论。首先写出分子或离子的基组态分子轨道式，然后由键级越大，分子能量越稳定，键长越短，键能越大判断。N2：224222**1122222sssspxpypzBO=3N2+：224122**1122222sssspxpypzBO=2.5O2：2222422****112222222sssspzpxpypxpyBO=2O2+：2212422****112222222sssspzpxpypxpyBO=2.5