期中考試2012(附答案)

結(jié)構(gòu)化學基礎(chǔ)期中考試班級：學號：姓名：分數(shù)：一、判斷正誤（20分）1.(√所謂定態(tài)是指電子的幾率密度分布不隨時間改變的狀態(tài).2.(×類氫離子體系中,n不同l相同的所有軌道的角度分布函數(shù)都是相同的.3.(×電子云圖中黑點越密之處表示那里的電子越多4.√)氫原子中原子軌道的能量由主量子數(shù)n來決定5.×)區(qū)元素外層電子構(gòu)型是ns1~26.(×類氫離子體系的實波函數(shù)與復波函數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系.7.√氫原子基態(tài)在r=a的單位厚度的球殼內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率最大.08.×處理多電子原子時,中心力場模型完全忽略了電子間的相互作用.9.√可以用洪特規(guī)則確定譜項的能量順序.10.×波函數(shù)是幾率密度.11.√當原子中電子從高能級躍遷到低能級時，兩能級間的能量相差越大，則輻射出的電磁波的波長越短。12.√波函數(shù)ψ是描述微觀粒子運動的數(shù)學函數(shù)式13.√)微觀粒子的特性主要是波、粒二象性14.√)2p有三個軌道，最多可以容納6個電子15.×)n=1時，l可取0和116.(×主量子數(shù)n=3時，有3s，3p，3d，3f等四種原子軌道17.√)一組n，l，m組合確定一個波函數(shù)18.(√)一組n，l，m，ms組合可表述核外電子一種運動狀態(tài)20.√)電負性越大的元素的原子越容易獲得電子二、選擇正確答案（15分）1.[C]立方勢箱的能量Eh2，粒子的狀態(tài)數(shù)是42(A)1(B)2(C)3(D)622.[C]立方箱中E15的能量范圍內(nèi)有多少個能級82(A)33.[D]若考慮電子的自旋,類氫離子n=3的簡并度為(A)3(B)6(C)9(D)184.[D]某原子的電子組態(tài)為1s2s2p3s4d,則其基態(tài)譜項為(B)5(C)6(D)822615(A)S(B)S(C)D(D)D57575.[C]下面那種分子電子離域能最大(A)已三烯(B)正已烷(C)苯(D)環(huán)戊烯負離子6.[D]原子的基態(tài)波函數(shù)是哪一個(A)(B)(2)(2)(2)(2)(C)(D)(2)(2)](2)(2)]7.[D]量子力學的一個軌道(A)與玻爾理論中的原子軌道等同(B)指n具有一定數(shù)值時的一個波函數(shù)(C)指n、l具有一定數(shù)值時的一個波函數(shù)(D)指n、l、m三個量子數(shù)具有一定數(shù)值時的一個波函數(shù)。8.[D]在多電子原子中，各電子具有下列量子數(shù)，其中能量最高的電子是(A)，1，－1，1/2.(C)，1，1，－1/2(B)，0，0，－1/2(D)，2，－1，1/29.[D]首先提出能量量子化假定的科學家是(A)Einstein(B)Bohr(C)Schrodinger10.[B]微粒在間隔為的二能級之間躍遷所產(chǎn)生的光譜線的波數(shù)應(yīng)為(D)Planck(A)-1(B)8066cm(C)16130cm(D)2016cm(1eV=1.602×10J)-1-1-1-1911.[C]下列條件不是合格波函數(shù)的必備條件是(A)連續(xù)(B)單值(C)歸一(D)有限12.[D]若，則的歸一化系數(shù)是d5(A)5(B)1/5(C)5(D)1/513.[C]下列函數(shù)中哪些是d/dx的本征函數(shù)(C)ikx14.[A],R,,皆已歸一化,則下列式中哪些成立(A)kx(B)kx(D)2(A)(C)(B)(D)π||212π||2sind1000|R|dr1||dr1220015.[C]雙原子分子，如果分子軌道中的一個電子有90%的時間在原子軌道上，10%的時間在的原子軌道上，描述該分子軌道的表達式為：(A)0.1(B)0.10.9abab(C)(D)0.90.122abab16.[C兩個原子軌道形成分子軌道時，下列哪一個條件是必須的(A)兩個原子軌道能量相同(B)兩個原子軌道的主量子數(shù)相同(C)兩個原子軌道對稱性相同(D)兩個原子軌道相互重疊程度最大17.[B當代表某原子的第i個原子軌道時，n的意義是iψcφ(k2,,n)kkiii1(A)第個原子軌道(C)第個分子軌道(B)第個雜化軌道(D)第個休克爾分子軌道18.[C]用紫外光照射某雙原子分子，使該分子電離出一個電子并發(fā)現(xiàn)該分子的核間距變短了，該電子是(A)從成鍵MO上電離出的(C)從反鍵MO上電離出的(B)從非鍵MO上電離出的(D)不能斷定從哪個軌道上電離出的19.[B]在s軌道上運動的一個電子的總角動量為31232(A)0(B)(C)(D)hhh220.[D]對于氫原子的ns態(tài)，下列哪個是正確的：ψψψdτ4rdτR(A)dτ4rdτ(B)(D)222222ψψ2RR(C)dτrdrsindφ224r2r222ψψ21.[B]就氫原子波函數(shù)和兩狀態(tài)的圖像，下列說法錯誤的是2p4pxx原子軌道的角度分布圖相同(C)徑向分布圖不同電子云圖相同界面圖不同1111?22.[A,C]H的H，此種形式已采用了下列哪幾種方法+222rrRba(A)波恩奧本海默近似(C)原子單位制(B)單電子近似(D)中心力場近似23.[D]物質(zhì)顏色的產(chǎn)生是由于吸收了(A)紅外光(B)微波(C)紫外光(D)可見光24.[D]Pauli原理的正確敘述是(A)電子的空間波函數(shù)是對稱的(B)電子的空間波函數(shù)是反對稱的(C)電子的完全波函數(shù)是對稱的(D)電子的完全波函數(shù)是反對稱的25.[B]在＋H→H的反應(yīng)中，下列的哪一種說法是正確的？2(A)吸收能量；釋放能量；(C)無能量變化；(D)吸收的能量超過釋放的能量26.[D]組成有效分子軌道需要滿足下列哪三條原則？(A)對稱性匹配,能級相近,電子配對;(B)能級相近,電子配對,最大重疊；(C)對稱性匹配,電子配對,最大重疊;(D)對稱性匹配,能級相近,最大重疊；27.[B]下列分子的基態(tài)中哪個是三重態(tài)？(A)228.[C]下列哪種分子或離子鍵能最大？(A)2(B)O(C)O29.[C]H分子的簡正振動方式有幾種？(B)2(C)2(D)H+2(D)O-+2-2222(A)一種(B)兩種(C)三種(D)四種30.[C]近紅外光譜產(chǎn)生的原因在于分子的哪一種躍遷？(A)電子躍遷(B)核躍遷(C)振動—轉(zhuǎn)動能級躍遷(C)振動能級躍遷三.填空題（10分）1.由于微觀粒子具有___波動_____性和___粒子______性，所以對微觀粒子的_運動_____狀態(tài)，只能用統(tǒng)計的規(guī)律來說明。波函數(shù)是描述__微觀粒子運動的數(shù)學函數(shù)式___________2.若一電子質(zhì)量m=9.1*10以106m/s的速度運動,則其對應(yīng)的德布羅意波長-31為___h/mv=6.87*10_m___(h=6.626*10JS)-6-34-13.中的m稱為__磁量子數(shù)_____,由于在___磁場____中m不同的狀態(tài)能級發(fā)生分nlm裂4.P與D譜項間的越遷是__禁止_____的33135.原子基態(tài)的光譜支項___S_____原子基態(tài)的光譜支項____P____221/23/2＝，以原子單位表示）其6.H分子的能量算符H2方程為。7.具有100eV能量的電子，其德布羅意波長是______0.1225nm____________。8.一維勢箱中粒子在基態(tài)時，在___l/2_______區(qū)間出現(xiàn)的幾率最大，加大勢箱的長度，會引起系統(tǒng)的能量____降低__________。19.位能Vkx的一維諧振子，其薛定諤方程是_________________________。2210.原子軌道的定義是：__原子中單電子波函數(shù)_______，每個原子軌道中最多可容納_2__個__自旋相反______的電子。決定一個原子軌道的量子數(shù)是__n，l，m_____，決定一個電子狀態(tài)的量子數(shù)是_n，l，m，m____。s(,,)()))Rrr11.氫原子波函數(shù)，(r,,),R(r),(),()分別由量子數(shù)__n，l，m______、__n，l_____、_l，m____、___m___決定。12.在多電子原子中電子排布遵守三原則即：___Pauli________________，_______Hund____________，_____能量最低_______________。13.處于2p軌道上的電子，不考慮自旋時，有__3__種狀態(tài)，無外磁場存在時，電子的能量相同。當有外磁場時，分裂為_____3____個能級。在光譜支項P中有31______3_____個微觀狀態(tài)，在外磁場存在時，分裂為____3__個能級，這兩種分裂稱做____Zeeman_________現(xiàn)象。14.已知C原子的光譜項、P、S，它的光譜基項是__P_______。1313015.粒子處于=0.379+0.925時，表示粒子處于、狀態(tài)的幾率分別是_____0.144_________和______0.856___________。16.分子軌道理論中鍵級的定義是___凈成鍵電子數(shù)/2____________，一般情況下，鍵級越大，鍵能_越強_________，鍵長__越短________。O的鍵級是2____2______，O的鍵級是____2.5______。+217.σ型分子軌道的特點是：關(guān)于鍵軸__圓柱形對稱_____、成鍵σ軌道節(jié)面數(shù)為_0___個、反鍵軌道節(jié)面數(shù)為__1__個、π型分子軌道的特點是：關(guān)于通過鍵軸的平面__反對稱______，成鍵π軌道節(jié)面數(shù)為__1__個，反鍵π軌道節(jié)面數(shù)為_2___個。18在兩個原子間，最多能形成___1___個鍵，__2____個π鍵。在形成分子軌道時，氧分子的軌道的能量比π(2p)軌道的能量__低__，氮分子的軌道的能量比軌道的能量__高____。在硼分子中只有___兩個單電子pi__________鍵，鍵級是____1____。19用分子軌道理論處理H分子時，得到基態(tài)能量為：E，式中近似等于2___氫原子基態(tài)__________的能量。用分子軌道理論處理丁二烯分子時，得到基態(tài)能量為E1.618，式中近似等于____碳原子2p電子_______________的能量。上二式中的β是____不同_____（相同或不同中選一）。20在求解原子的薛定諤方程時，假定原子核不動，這稱為_Born-Oppenheimer_________近似。四、簡要回答（15分）1.Plank能量量子化假設(shè)Plank假設(shè):黑體中原子或分子輻射能量時作簡諧振動,它只能發(fā)射或吸收頻率為ν,數(shù)值為ε=hν整數(shù)倍的電磁能,即頻率為ν的振子發(fā)射的能量可以等于:0hν,1hν,2hν,3hν,…..,nhν.由此可見，黑體輻射的頻率為ν的能量，其數(shù)值是不連續(xù)的，只能為hν的倍數(shù)，稱為能量量子化。2.Pauli不相容原理ipnc3.簡單說明處理多電子原子時自洽場模型的基本思想自洽場法假定電子i處在原子核及其他（n-1）個電子的平均勢場中運動，先采用只和i有關(guān)的近似波函數(shù)代替和r有關(guān)的波函數(shù)進行計算、求解，逐漸逼近，直至iij自洽。4.簡述變分原理給定一個描述所研究的體系的哈密頓算符H和任意可歸一化的并帶有適當體系未知波函數(shù)參數(shù)的函數(shù)Ψ，我們定義泛函：那么變分原理說明：，式中是該哈密頓算符的具有最低能量的本征態(tài)（基態(tài)）。當且僅當確切地等同于研究體系的基態(tài)。上述變分原理是變分法的基本原理，用于量子力學和量子化學來近似求解體系基態(tài)。5.簡述分子軌道理論五、計算（40分）（m=9.11×10-31kgh=6.626×10-34J.sC=2.998×108-1）e1.一質(zhì)量為0.05的子彈,運動速度為300ms,如果速度的不確定量為其速度的-10.01%,計算其位置的不確定量.hhxmpm12.寫出玻恩奧本海默近似下Li的哈密頓算符及定態(tài)Schrodinger方程原子單位).+133121222rrr21123.求氫原子狀態(tài)的能量、角動量大小及其在軸的分量3211E13.6n2113.61.513212.18J2.42J181932Mll6Mmz4.寫出原子基態(tài)1S22S2電子組態(tài)的斯萊特(Slater)行列式波函數(shù).(2)(4)((2)((4)11111s1s1s1s(2)(4)(2)(2)(4)(4)1122221s1s1s1s(2)(4)((2)((4)33332s2s2s2s(2)(4)(2)(2)(4)(4)44442s2s2s2s5．已知一維