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双原子分子结构
一、填空题(在题中空格处填上正确答案)
3101、描述分子中 _______________ 空间运动状态的波函数称为分子轨道。
3102、在极性分子 AB 中的一个分子轨道上运动的电子,在 A 原子的?A原子轨道上出
现的概率为80%, B 原子的?B原子轨道上出现的概率为20%, 则该分子轨道波函数 。
3103、设?A和?B分别是两个不同原子 A 和 B 的原子轨道, 其对应的原子轨道能量为
EA和EB,如果两者满足________ , ____________ , ______ 原则可线性组合成分子轨道
= cA?A + cB?B。对于成键轨道, 如果EA______ EB,则 cA______ cB。
(注:后二个空只需填 \, \或 \等比较符号 )
3104、试以 z 轴为键轴, 说明下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道,若可能,
则填写是什么类型的分子轨道。
dz2-dz2
dyz -dyz dxz-dxz dxy - dxy 3105、判断下列轨道间沿z轴方向能否成键。如能成键, 则在相应位置上填上分子轨道
的名称。
px pz dxy dxz
3106、AB 为异核双原子分子,若?Adyz与?Bpy可形成?型分子轨道,那么分子的键轴为
____轴。
3107、若双原子分子 AB 的键轴是z轴,则?A的 dyz 与?B的 py可形成________型分子
轨道。
c. .. .. .
px pz dxy dxz . . . . .. .
3108、以z轴为键轴,按对称性匹配原则, 下列原子轨道对间能否组成分子轨道?若能,
写出是什么类型分子轨道,若不能,写出\不能\,空白者按未答处理。 s, dz2 dxy,dxy dyz,dyz dyz,dxz s,dxy 3109、CO 分子价层基组态电子排布为_____________________________,
_______________, 磁性________________。
3110、在 z 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数 l≤2 的 原子轨道是
____________ , 形成的分子轨道是_________轨道。 3111、在 x 方向上能与 dxy 轨道成键的角量子数l≤2 的原子轨道是 ______ _______ 。
3112、用分子轨道表示方法写出下列分子基态时价层的电子组态: N2:_____________________________ , O2:_____________________________ 。
3113、O2的分子轨道的电子组态(基态) ,磁性 。 C2的分子轨道的电子组态(基态) ,磁性 。 3114、C2+的分子轨道为_________________,键级___________________; HCl 的分子轨道为________________,键级___________________ 。 3115、按照简单分子轨道理论: (1) HF 分子基组态电子排布为___________________________, 键级_______________, 磁性________________。 (2) O2-离子基组态电子排布为_____________________________, 键级_______________, 磁性________________。
3116、Cl2分子的 HOMO 是_______________, LUMO 是_________________。 3117、CN-的价电子组态 ,键级 。 3118、OF, OF+, OF-三个分子中, 键级顺序为________________。 3119、比较下列各对分子和离子的键能大小: N2, N2+ ( ) O2, O2+ ( ) OF, OF- ( ) CF, CF+ ( ) Cl2, Cl2+ ( )
c. .. .. .
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3120、HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _________________________ 。 3121、下列分子中,键能比其正离子的键能小的是____________________ 。键能比其
负离子的键能小的是________________________ 。
O2, NO, CN, C2, F2 3122、O2 的键能比 O2+的键能 _____________ 。
3123、分子光谱是由分子的 ______________ 能级跃迁产生的。其中,远红外或微波谱
是由 _______________ 能级跃迁产生的; 近红外和中红外光谱带是由 _______________ 能级跃迁产生的; 紫外可见光谱带是由 _____________ 能级跃迁产生的。
3124、CO2有_____ 种简正振动, _________种简正振动频率, _______种红外活性的正振动频率。 3125、在讨论分子光谱时, Franck-Condon 原理是指 ______________ 。 3126、?轨道是指具有____________特点的轨道;?轨道是指具有____________特点的轨
道;?轨道是指具有____________特点的轨道。
3127、成键轨道的定义是___________________;反键轨道的定义是
___________________;非键轨道的定义是___________________。
3128;s-s 轨道重叠形成____________________键;px-px轨道迎头重叠形成
____________________键;px-px轨道并肩重叠形成____________________键;dxy-dxy 轨道沿 x 轴或 y 轴重叠形成____________________键;dxy-dxy 轨道沿 z 轴重叠形成____________________键。
3129、质量为 m、力常数为 k 的简谐振子的能级公式为______________。 3130、质量分别为 m1和 m2、核间距为 r 的双原子分子的转动能是_______。
3131、水分子有____种简正振动,____种简正振动频率,____种红外活性的简正振动频
率。 3132、写出下列分子基态的价电子组态和键级:
(1) N2+ ;(2) CN- ;
+
(3) O2 。 3133、根据同核双原子分子的电子组态,写出O2及其离子O2,O2,O2的键级。 , , , 。 二、选择题(从给出的答案中选择正确的答案,填在后面的括号内)
??2??= 1?2- 1 - 1 +1, 此种形式已采用了下列哪几种方法: 3201、H2+的H2rarbRc. .. .. .
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----------------------- ( )
(A) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似 3202、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是:----------------- ( ) (A) 等于真实基态能量 (B) 大于真实基态能量 (C) 不小于真实基态能量 (D) 小于真实基态能量 3203、对于\分子轨道\的定义,下列叙述中正确的是:----------------- ( ) (A) 分子中电子在空间运动的波函数 (B) 分子中单个电子空间运动的波函数 (C) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动) (D) 原子轨道线性组合成的新轨道
3204、在LCAO-MO 方法中,各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定: ------- ( ) (A) 组合系数 cij (B) (cij)2 (C) (cij)1/2 (D) (cij)-1/2
3205、两个原子的 dyz 轨道以 x 轴为键轴时, 形成的分子轨道为--------------------- ( )
(A) ?轨道 (B) ?轨道
(C) ?轨道 (D) ?-?轨道
3206、若以x轴为键轴,下列何种轨道能与py轨道最大重叠?-------------------------- ( )
(A) s (B) dxy
(C) pz (D) dxz
3207、下列分子或离子净成键电子数为 1 的是:-------------------------- ( ) (A) He2+ (B) Be2 (C)B2+ (D)N2
?
+
(E) Li2
3208、下列分子中哪一个顺磁性最大:-------------------------- ( ) (A) N2+ (B) Li2 (C) B2 (D) C2 (E) O2- 3209、下列分子的键长次序正确的是:-------------------------- ( )
(A) OF-> OF > OF+ (B) OF > OF-> OF+ (C) OF+> OF > OF- (D) OF- > OF+> OF
3210、用紫外光照射某双原子分子, 使该分子电离出一个电子。如果电子电离后该分子
的核间距变短了, 则表明该电子是:-------------------------- ( )
c. .. .. .
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(A) 从成键 MO 上电离出的 (B) 从非键 MO 上电离出的
(C) 从反键 MO 上电离出的 (D) 不能断定是从哪个轨道上电离出的
3211、H2 分子的基态波函数是:-----------------------------( )
(A) 单重态 (B) 三重态 (C) 二重态 (D) 多重态 3212、一个分子的能级决定于分子中电子的运动、原子骨架的平动、振动和转动,将四
部分运动的能级间隔分别记为?Ee, ?Et, ?Ev 和?Er。一般而言,它们的相对大小次序是:----------------------------- ( )
(A) ?Ee > ?Et > ?Ev > ?Er (B) ?Er > ?Ev > ?Et > ?Ee (C) ?Et > ?Ee > ?Ev > ?Er (D) ?Ee > ?Ev > ?Er > ?Et
3213、谐振子的零点振动能是:----------------------------- ( )
(A) 0 (B)
31 h? (C) h? (D) h? 223214、用刚性模型处理双原子分子转动光谱, 下列结论不正确的是:------------- ( )
(A) 相邻转动能级差为 2B(J+1) (B) 相邻谱线间距都为 2B
(C) 第一条谱线频率为 2B (D) 选律为?J=±1
3215、下列分子中有纯转动光谱的是:--------------- ( ) (A) O2 (B)
(C) H2 (D) HCl
3216、双原子分子的振─转光谱,P 支的选律是:---------------( )
(A) ?J= +1 (B) ?J = -1 (C) ?J= ±1 (D) 都不对 3217、对溴化氢分子在远红外区测定吸收光谱,得到一系列间距为 16.94 cm-1的谱线。
这种吸收光谱产生于:----------------------------- ( )
(A) HBr 的转动能级跃迁 (B) HBr 的振动能级跃迁
(C) HBr 的平动能级跃迁 (D) 以上三者都不是
3218、在空气中对某样品进行红外分析时, 下述气体中对样品的红外光谱有干扰的是:
----------------------------- ( ) (A) N2 (B) O2 (C) CO2 (D) H2O
3219、已知一双原子分子的两条相邻的转动光谱线为 a cm-1和 b cm-1 (b>a)。设 a cm-1
谱线是EJ-1 →EJ跃迁所产生,则该谱线对应的J为:----------------------------- ( )
c. .. .. .
结构化学之双原子分子结构习题附参考答案
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