07级化本结构试题A卷及答案

1浙江师范大学《结构化学》考试卷(A卷)(2009----2010学年第一学期)考试形式闭卷使用学生化学07级答题时间150分钟考试时间2010年1月22日说明：考生应将全部答案都写在答题纸上，否则作无效处理。一、选择题(每题仅有一个选项符合题意,每题2分,共32分)1．已知一维势箱中粒子的状态axaxsin2)((a为势箱宽度)，则粒子出现在箱左侧41处的几率P为()A．21B．41C．a1D．4a2.不确定关系表达式是()A．hpxB．hpyxC．hpzxD．hpxx3．下列函数是dxd和22dxd共同本征函数的是()A．exB．x3C．2cosxD．sinx+cosx4.Be3+的一个电子所处的轨道，能量等于氢原子1s轨道能，该轨道可能是()A．1sB．2sC．3pD．4d5．对于极性双原子分子AB，如果分子轨道中的一个电子有90%的时间在A的轨道中，10%的时间在B的轨道上，描述该分子轨道归一化形式为()A．ba1.09.0B．ba9.01.0C．ba316.0949.0D．ba11.0994.06．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．D3→D3h→D3dB．D3h→D3→D3dC．C3h→C3→C3vD．D3d→D3→D3h7．222ClHC有三种异构体，如下图所示，其中无偶极矩的是()A．CCClHHClB．CCHClHClC．CCClClHHD．都有偶极矩8．对于单电子原子，在无外场时，能量相同的轨道数是()A．n2B．2n2C．n-1D．n-l-129.某分子轨道关于通过键轴的一平面是反对称的，对键的中心是对称的，则其为()A．gB．uC．gD．u10．下述+2价离子中，水合热最大的是()A．Mn2+B．Ni2+C．Cr2+D．Zn2+11．①ClCH3，②CHClCH2③CClCH中C——Cl键长大小次序是()A．①②③B．③②①C．②③①D．①③②12．某正交晶系的晶胞参数为a=5Å,b=10Å,c=15Å,有一晶面在三个晶轴上的截长都是10Å，则该晶面的晶面指标为()A．(213)B．(362)C．(632)D．(123)13.杂化轨道是指()A．两个原子的能量相近的原子轨道线性组合形成的一组新的原子轨道B．两个原子的能量相近的原子轨道线性组合形成的一组新的分子轨道C．一个原子的能量相近的原子轨道线性组合形成的一组新的原子轨道D．两个分子的能量相近的分子轨道线性组合形成的一组新的分子轨道14.配合物：①ZnCl42-②Ni(CO)4③Mn(H2O)62+中有d-d跃迁光谱的是()A．①B．②C．③D．①和③15.X-射线的产生是由于()A．原子内层电子能级间的跃迁B．原子的价电子能级间的跃迁C．分子轨道能级间的跃迁D．分子转动能级间的跃迁16．MgO晶体属于NaCl型结构，则MgO晶体的结构基元是：()A．1个Mg2+B．1个O2-C．1个Mg2+和1个O2-D．4个Mg2+和4个O2-二、填空题(每空0.5分,共17分)1．导致“量子”概念引入的三个著名实验是(1)、(2)、(3)；品优波函数的条件(4)、(5)、(6)。一维势箱中粒子的零点能(7)。2．能量为100eV的自由电子的德布罗依波波长为(8)。3．已知:氢离子的某一状态)1cos3)(3exp()(811202030θarara。它有(9)个径向节面，(10)个角度节面，轨道名称为(11)。轨道能级E=(12)(eV),轨道角动量的绝对值M=(13)，轨道磁距=(14)。轨道角动量M与Z轴的夹角=(15),轨道角动量M在Z轴方向分量为(16)。4．用原子单位表示的Li2+的Schrödinger方程(17)。5．对称元素C2与h组合，得到(18)；Cn次轴与垂直它的C2组合，得到(19)。6．指出下述分(离)子中的中心原子杂化方式及几何构型：NF3(20)；H2S(21)；SO42-(22)。7．指出下列分子中形成的离域大键:[C(C6H5)3]+(23)；CO2(24)；丙烯基自由基(25)。8．晶体中可能存在的独立的宏观对称元素共(26)种。9．晶体衍射的两要素是(27)和(28)；其中，前者对应于(29)；而后者对应于(30)。310．TiO2(金红石)晶体中负离子的堆积型式为(31)，正离子填入(32)空隙中。11．某离子晶体的358.0_/rr，则其阳离子配位体应为(33)构型。12．在A1型等径圆球最密堆积中,密置层晶面指标为(34)。三、综合题(共51分)12345678分4分12分3分10分9分5分1．(1)大多数Zn2+的配位化合物是无色的，试解释之。(2)写出22222,,,OOOO的电子组态，键级，并比较键长次序，分析其磁性。如果有三个振动吸收带分别为：1097,1580,和1865cm-1，指出哪个是由2O产生的？2．确定以下分子所属点群：(1)H3C—O—CH3;(2)联苯(C6H5-C6H5,两苯环所在平面互相垂直);(3)I3-(4)C8H8(立方烷)3．(1)完成下表(指出自旋状态和d电子排布)：组态MLP/cm-1/cm-1自旋状态电子排布d6Co3+6F21000130006NH321000230006CN2100033000d7Co2+6NH32250010100(2)求以上四配合物的晶体场稳定化能(CFSE)；(3)指出上面哪些配合物不会产生姜-泰勒效应；(4)设计一个磁化学方法判断上述配合物的自旋类型。4.已知1，3—丁二烯的分子图，请给出各个数字所代表的意义。5．立方晶系金属W的粉末衍射指标如下：110,200,211,220,310,222,321,400,(1)W晶体属于何种点阵形式；(2)X射线波长为154.4pm,220衍射角为43.6,计算晶胞参数；(3)求W原子的半径；(4)计算晶面(100)及(211)的晶面间距；(5)求晶体的理论密度(gcm-3)。6．用HMO法处理环戊二烯负离子。(1)近似方法采用了哪些近似？(2)写出环戊二烯负离子的休克尔行列式；(3)如解出的x分别是618.1,618.0,254321xxxxx。计算离域大键键能和离域能。7.设有N2和HBr混合气体，其远红外光谱中头几条线的理论波数近似为16.7cm-1、33.40cm-1、450.10cm-1。(1)这些光谱是由分子的什么运动产生的？(2)这些谱线是由哪个分子产生的？(3)计算这个分子的核间距。5浙江师范大学《结构化学》考试卷参考答案(A卷)(2009----2010学年第一学期)一、选择题(每题2分，共32分)12345678910CDADCBAACB111213141516ADCCAC二、填空题：（每空0.5分，共17分）1、(1)黑体辐射(2)光电效应(3)原子光谱(4)单值(5)连续(6)平方可积(7)228mlh2、(8)1.225Å(1.22510-10m)3、(9)0(10)2(11)3dz2(12)-1.51(13)6(14)e6(15)90(16)04、(17)Er32125、(18)对称中心(i)(19)n个C26、(20)不等性sp3杂化，三角锥型(21)不等性sp3杂化，V型(22)等性sp3杂化，正四面体型7、(23)1819(24)243(25)338、(26)89、(27)衍射方向(28)衍射强度(29)晶体结构中晶胞的形状和大小(30)晶胞中原子的种类、数目及位置10、(31)假六方密堆积(32)八面体11、(33)四面体12、(34)(111)三、综合题：(共51分)1、(本题共8分)(1)Zn2+的3d轨道已经充满电子，它通常以sp3杂化轨道形成配键，无d-d跃迁，因此，其配位化学物一般为无色的。(2分)(2)242222221132211:gugugugO，键级为2，顺磁性；(1分)4422222221132211:gugugugO，键级为1，反磁性；(1分)6342222221132211:gugugugO，键级为1.5，顺磁性；(1分)142222221132211:gugugugO，键级为2.5，顺磁性；(1分)键长顺序为：22222OOOO(1分)由于2O的键级是最大的，所以力常数较大，其吸收带的值较大，应该是1865cm-1(1分)2、(每小题1分，共4分)(1)C2v(2)D2d(3)Dh(4)Oh3、(本题共12分)(1)(4分)组态MLP/cm-1/cm-1自旋状态电子排布d6Co3+6F2100013000高自旋(t2g)4(eg)26NH32100023000低自旋(t2g)6(eg)06CN2100033000低自旋(t2g)6(eg)0d7Co2+6NH32250010100高自旋(t2g)5(eg)2(2)CoF63-：CFSE=(–4×4+2×6)Dq=–4Dq＝–0.4。=–0.41.3×104=5.2×103cm–1[Co(NH3)6]3+：CFSE=–4×6Dq+2P=–24Dq+2P＝–2.4。+2P=–2.42.3×104+22.1×104=1.32×104cm–1[Co(CN)6]3-：CFSE=–4×6Dq+2P=–24Dq+2P＝–2.4。+2P=–2.43.3×104+22.1×104=3.72×104cm–1[Co(NH3)6]2+：CFSE=(–5×4+2×6)Dq=–8Dq＝–0.8。=–0.81.01×104=8.08×103cm–1(4分)(3)[Co(NH3)6]3+和[Co(CN)6]3-不会产生姜-泰勒效应。(2分)(4)从d电子排布可知，高自旋的是顺磁性分子，低自旋的是反磁性分子。所以，可以用电子自旋共振判断其自旋类型。亦可用磁天秤称之，0m者为高自旋，0m者为低自旋。并可用公式enn)2(求出其未成对电子数。(2分)4、(本题共3分)0.838，0.391为自由价，自由价是反应活性的标志；(1分)0.894，0.447为键级(键序)，键键级为两原子间键强度的标志；(1分)1.000为电荷密度，电荷密度可反应各原子的活性大小并估算各键的极性和偶极矩。(1分)5、(本题共10分，每小题2分)(1)222lkh的连比值为：2：4：6：8：10：12：14：16即1：2：3：4：5：6：7，故为立方体心形式。(2))(4sin222222lkhahkl)022(6.43sin24.154sin2222222lkhahkl316.58pm7(3)原子半径pmar08.13758.3164343(4);24.12911258.316,58.31600158.316222222211222222100pmlkhadpmlkhad(5)323310.27.191002.6)1058.316(1842cmgVNNMA。6、(本题共9分)(1)库仑积分aaHii,是C原子zp2轨道平均能量。交换积分)()(0键连非键连ijH重叠积分)(0)(1jijiSij(3分)(2)(3)由x可得：E1=+2,E2=E3=+0.618,E4=E5=-1.618离域大键键能472.66)222(321EEEE[或472.6)222(6321EEEE]472.24472.6小大离域EEE[或472.2)4(472.6离域E](4分)7、(本题共6分)(1)由波数可知是转动光谱，即是由分子转动运动的能级跃迁产生的。(1分)(2)只有极性分子才能有转