期中考試2012(附答案)

結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)期中考試班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：分?jǐn)?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(shí)間改變的狀態(tài).2.(×類(lèi)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(diǎn)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(lái)決定5.×)區(qū)元素外層電子構(gòu)型是ns1~26.(×類(lèi)氫離子體系的實(shí)波函數(shù)與復(fù)波函數(shù)有一一對(duì)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(shí),中心力場(chǎng)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(xiàng)的能量順序.10.×波函數(shù)是幾率密度.11.√當(dāng)原子中電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)，兩能級(jí)間的能量相差越大，則輻射出的電磁波的波長(zhǎng)越短。12.√波函數(shù)ψ是描述微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)式13.√)微觀(guān)粒子的特性主要是波、粒二象性14.√)2p有三個(gè)軌道，最多可以容納6個(gè)電子15.×)n=1時(shí)，l可取0和116.(×主量子數(shù)n=3時(shí)，有3s，3p，3d，3f等四種原子軌道17.√)一組n，l，m組合確定一個(gè)波函數(shù)18.(√)一組n，l，m，ms組合可表述核外電子一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)20.√)電負(fù)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(shì)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(gè)能級(jí)82(A)33.[D]若考慮電子的自旋,類(lèi)氫離子n=3的簡(jiǎn)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(xiàng)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(fù)離子6.[D]原子的基態(tài)波函數(shù)是哪一個(gè)(A)(B)(2)(2)(2)(2)(C)(D)(2)(2)](2)(2)]7.[D]量子力學(xué)的一個(gè)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(shí)的一個(gè)波函數(shù)(C)指n、l具有一定數(shù)值時(shí)的一個(gè)波函數(shù)(D)指n、l、m三個(gè)量子數(shù)具有一定數(shù)值時(shí)的一個(gè)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(xué)家是(A)Einstein(B)Bohr(C)Schrodinger10.[B]微粒在間隔為的二能級(jí)之間躍遷所產(chǎn)生的光譜線(xiàn)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(gè)電子有90%的時(shí)間在原子軌道上，10%的時(shí)間在的原子軌道上，描述該分子軌道的表達(dá)式為：(A)0.1(B)0.10.9abab(C)(D)0.90.122abab16.[C兩個(gè)原子軌道形成分子軌道時(shí)，下列哪一個(gè)條件是必須的(A)兩個(gè)原子軌道能量相同(B)兩個(gè)原子軌道的主量子數(shù)相同(C)兩個(gè)原子軌道對(duì)稱(chēng)性相同(D)兩個(gè)原子軌道相互重疊程度最大17.[B當(dāng)代表某原子的第i個(gè)原子軌道時(shí)，n的意義是iψcφ(k2,,n)kkiii1(A)第個(gè)原子軌道(C)第個(gè)分子軌道(B)第個(gè)雜化軌道(D)第個(gè)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(gè)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(gè)軌道上電離出的19.[B]在s軌道上運(yùn)動(dòng)的一個(gè)電子的總角動(dòng)量為31232(A)0(B)(C)(D)hhh220.[D]對(duì)于氫原子的ns態(tài)，下列哪個(gè)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(shuō)法錯(cuò)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(chǎng)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(jiàn)光24.[D]Pauli原理的正確敘述是(A)電子的空間波函數(shù)是對(duì)稱(chēng)的(B)電子的空間波函數(shù)是反對(duì)稱(chēng)的(C)電子的完全波函數(shù)是對(duì)稱(chēng)的(D)電子的完全波函數(shù)是反對(duì)稱(chēng)的25.[B]在＋H→H的反應(yīng)中，下列的哪一種說(shuō)法是正確的？2(A)吸收能量；釋放能量；(C)無(wú)能量變化；(D)吸收的能量超過(guò)釋放的能量26.[D]組成有效分子軌道需要滿(mǎn)足下列哪三條原則？(A)對(duì)稱(chēng)性匹配,能級(jí)相近,電子配對(duì);(B)能級(jí)相近,電子配對(duì),最大重疊；(C)對(duì)稱(chēng)性匹配,電子配對(duì),最大重疊;(D)對(duì)稱(chēng)性匹配,能級(jí)相近,最大重疊；27.[B]下列分子的基態(tài)中哪個(gè)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(jiǎn)正振動(dòng)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(dòng)—轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷(C)振動(dòng)能級(jí)躍遷三.填空題（10分）1.由于微觀(guān)粒子具有___波動(dòng)_____性和___粒子______性，所以對(duì)微觀(guān)粒子的_運(yùn)動(dòng)_____狀態(tài)，只能用統(tǒng)計(jì)的規(guī)律來(lái)說(shuō)明。波函數(shù)是描述__微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)式___________2.若一電子質(zhì)量m=9.1*10以106m/s的速度運(yùn)動(dòng),則其對(duì)應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)-31為_(kāi)__h/mv=6.87*10_m___(h=6.626*10JS)-6-34-13.中的m稱(chēng)為_(kāi)_磁量子數(shù)_____,由于在___磁場(chǎng)____中m不同的狀態(tài)能級(jí)發(fā)生分nlm裂4.P與D譜項(xiàng)間的越遷是__禁止_____的33135.原子基態(tài)的光譜支項(xiàng)___S_____原子基態(tài)的光譜支項(xiàng)____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(zhǎng)是______0.1225nm____________。8.一維勢(shì)箱中粒子在基態(tài)時(shí)，在___l/2_______區(qū)間出現(xiàn)的幾率最大，加大勢(shì)箱的長(zhǎng)度，會(huì)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(gè)原子軌道中最多可容納_2__個(gè)__自旋相反______的電子。決定一個(gè)原子軌道的量子數(shù)是__n，l，m_____，決定一個(gè)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(shí)，有__3__種狀態(tài)，無(wú)外磁場(chǎng)存在時(shí)，電子的能量相同。當(dāng)有外磁場(chǎng)時(shí)，分裂為_(kāi)____3____個(gè)能級(jí)。在光譜支項(xiàng)P中有31______3_____個(gè)微觀(guān)狀態(tài)，在外磁場(chǎng)存在時(shí)，分裂為_(kāi)___3__個(gè)能級(jí)，這兩種分裂稱(chēng)做____Zeeman_________現(xiàn)象。14.已知C原子的光譜項(xiàng)、P、S，它的光譜基項(xiàng)是__P_______。1313015.粒子處于=0.379+0.925時(shí)，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(jí)的定義是___凈成鍵電子數(shù)/2____________，一般情況下，鍵級(jí)越大，鍵能_越強(qiáng)_________，鍵長(zhǎng)__越短________。O的鍵級(jí)是2____2______，O的鍵級(jí)是____2.5______。+217.σ型分子軌道的特點(diǎn)是：關(guān)于鍵軸__圓柱形對(duì)稱(chēng)_____、成鍵σ軌道節(jié)面數(shù)為_(kāi)0___個(gè)、反鍵軌道節(jié)面數(shù)為_(kāi)_1__個(gè)、π型分子軌道的特點(diǎn)是：關(guān)于通過(guò)鍵軸的平面__反對(duì)稱(chēng)______，成鍵π軌道節(jié)面數(shù)為_(kāi)_1__個(gè)，反鍵π軌道節(jié)面數(shù)為_(kāi)2___個(gè)。18在兩個(gè)原子間，最多能形成___1___個(gè)鍵，__2____個(gè)π鍵。在形成分子軌道時(shí)，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_(dá)___。在硼分子中只有___兩個(gè)單電子pi__________鍵，鍵級(jí)是____1____。19用分子軌道理論處理H分子時(shí)，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(shí)，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(shí)，假定原子核不動(dòng)，這稱(chēng)為_(kāi)Born-Oppenheimer_________近似。四、簡(jiǎn)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(shí)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),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(jiàn)，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(chēng)為能量量子化。2.Pauli不相容原理ipnc3.簡(jiǎn)單說(shuō)明處理多電子原子時(shí)自洽場(chǎng)模型的基本思想自洽場(chǎng)法假定電子i處在原子核及其他（n-1）個(gè)電子的平均勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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(jìn)行計(jì)算、求解，逐漸逼近，直至iij自洽。4.簡(jiǎn)述變分原理給定一個(gè)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(dāng)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(shuō)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(dāng)且僅當(dāng)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(xué)和量子化學(xué)來(lái)近似求解體系基態(tài)。5.簡(jiǎn)述分子軌道理論五、計(jì)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(yùn)動(dòng)速度為300ms,如果速度的不確定量為其速度的-10.01%,計(jì)算其位置的不確定量.hhxmpm12.寫(xiě)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(dòng)量大小及其在軸的分量3211E13.6n2113.61.513212.18J2.42J181932Mll6Mmz4.寫(xiě)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