09应化化学与化生结构化学课程考试试题B答案

湖北大学2011——2012学年度第一学期课程考试试题参考答案及评分标准（第1页共5页）课程考试试题参考答案及评分标准课程名称：结构化学（B卷）考试方式：闭卷（开卷、闭卷）任课教师：学院：化学化工专业年级：09应化、化学与化生注：参考答案需写清题号、每小题分值、参考答案要点、评分标准等一、选择题（每小题2分，共20分）1.A2.D3.C4.D5.B6.D7.B8.C9.A10.B二、判断题（用“×”或“√”判断下列各种说法正确与否）和填空题（每小题2分，共30分）16.)ji(,)ji(,dijji0117.6212P18.)]()()()([)()()()()]()()()([Sbaba212121212112212211219.E]rrr[12212221122212111.√12.×13.√14.√15.×湖北大学2011——2012学年度第一学期课程考试试题参考答案及评分标准（第2页共5页）20.v,C3321.正三元单环结构，每个顶点为一个碳原子22.22222222222222)()()()()()()(pypxpypxpzssNFNFNF23.对称性匹配，能级相近和最大重叠24.Ich28转动惯量和核间距25.0.4040.555三、简答题：（共20分）26.用量子力学的理论怎样来研究多电子原子的结构？作过哪些近似？用过哪些模型？试简单说明之。（6分）答：在定核近似下，多电子原子的定态Schrödinger方程，由于无法分离变量而不能精确求解，采用单电子近似后，可对每个电子的运动行为进行讨论在单电子近似的基础上，可用自洽场方法研究多电子原子的结构在单电子近似的基础上，也可用中心力场方法研究多电子原子的结构27.简述分子轨道理论的主要思想。（6分）答：分子轨道的概念（单电子近似）iiiiaaiiErVrZ)](21[2单电子Schrödinger方程用线性变分法求解，分子轨道为原子轨道的线性组合成键三原则分子轨道的类型（、）、图形和表示电子填充原则28.前线轨道理论的主要思想是什么？试用前线轨道理论分析某一化学反应。（8分）湖北大学2011——2012学年度第一学期课程考试试题参考答案及评分标准（第3页共5页）答：根据前线轨道理论，由前线轨道的对称性质就可以推测化学反应的机理。当反应分子以不同方式相互作用时，若轨道的重迭情况是对称性匹配的，则此反应在动力学上是可能的，或称“对称允许”。反之，则为“对称禁阻”的。“对称允许”的反应，一般反应条件加热即可进行。而“对称禁阻”的反应，即分子在基态很难进行反应，必需经光照成激发态或添加催化剂，才可能使反应进行。例如：丁二烯衍生物发生电环合反应为丁二烯分子内的大π键被破坏了，首尾碳原子连接成环。在考虑加热时，丁二烯分子处于基态之中，2为最高占有轨道，而从2的图形来看碳链两端的p轨道是反相位的，只能顺旋关环；在考虑加光时，丁二烯分子处于激发态之中，3为最高占有轨道，而从3的图形来看碳链两端的p轨道是同相位的，只能对旋关环。四、计算题：（共30分）29.已知氢原子的一个波函数为ps212321，是否是该体系的一种可能状态？若是，其能量及角动量平方有无确定值？若有，其值为多少？若无，求其平均值。（10分）解：（1）根据量子力学态的叠加原理，该函数亦是一维势箱中粒子的一种可能状态。（2）常数Hˆ，常数2ˆM，故均无确定值（3）222122240132060513heV.heV.MEps2124013436051341iiieV)..(EcE212222222432041iiihhMcM湖北大学2011——2012学年度第一学期课程考试试题参考答案及评分标准（第4页共5页）30.试用Hückel方法判断H3分子的稳定构型是线形还是三角形？（8分）解：线型：0101101xxx2;0;2023213xxxxx22321EEE223221EEE线形三角形：0111111xxx1120233213x;x;xxx3212EEE33221EEE三角形为三角形结构。三角形线形3HEE31.在等性sp2杂化中，已知一个杂化轨道ψ1的极大值方向与坐标系中x轴平行，试计算其杂化轨道的夹角。由杂化轨道必须满足正交、归一性等条件，写出杂化轨道的数学表达式。（8分）解：根据已知条件，则利用波函数的等性、归一及单位轨道的贡献，有1201cos1cos3131pypxspypxspxs2161312161313231321湖北大学2011——2012学年度第一学期课程考试试题参考答案及评分标准（第5页共5页）