1、結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)題（選編）（蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院李炳瑞）習(xí)題類型包括：選擇答案、填空、概念辨析、查錯(cuò)改正、填表、計(jì)算、利用 結(jié)構(gòu)化學(xué)原理分析問題；內(nèi)容涵蓋整個(gè)課程，即量子力學(xué)基礎(chǔ)、原子結(jié)構(gòu)、分子 結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)與點(diǎn)陣、X射線衍射、金屬晶體與離子晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 分析原理、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采掘與 QSA焦；難度包括容易、中等、較難、難 4級(jí)；能 力層次分為了解、理解、綜合應(yīng)用。傳統(tǒng)形式的習(xí)題，通常要求學(xué)生在課本所學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)即可完成， 而且答案 是唯一的，即可以給出所謂“標(biāo)準(zhǔn)答案”。根據(jù) 21世紀(jì)化學(xué)演變的要求，我們 希望再給學(xué)生一些新型的題目，體現(xiàn)開放性、自主性、答案的多樣性，即：習(xí)題 不僅與課本內(nèi)容

2、有關(guān)，而且還需要查閱少量文獻(xiàn)才能完成； 完成習(xí)題更多地需要 學(xué)生主動(dòng)思考，而不是完全跟隨教師的思路；習(xí)題并不一定有唯一的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，而可能具有多樣性，每一種答案都可能是“參考答案”。學(xué)生接觸這類習(xí) 題，有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)認(rèn)識(shí)到實(shí)際問題是復(fù)雜的， 解決問題可能有 多鐘途徑。但是，這種題目在基礎(chǔ)課中不宜多，只要有代表性即可。以下各章的名稱與結(jié)構(gòu)化學(xué)多媒體版相同，但習(xí)題內(nèi)容并不完全相同。第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)1.1選擇題（1）若用電子束與中子束分別作衍射實(shí)驗(yàn)， 得到大小相同的環(huán)紋，則說明二者(A)動(dòng)量相同(B)動(dòng)能相(C)質(zhì)量相同(2) 為了寫出一個(gè)經(jīng)典力學(xué)量對(duì)應(yīng)的量子力學(xué)算符，若坐標(biāo)算符取

3、作坐標(biāo)本身，動(dòng)量算符應(yīng)是(以一維運(yùn)動(dòng)為例)(A) mv(B)hd-(三(C) 工(3) 若/ |巾12dp水，利用下列哪個(gè)常數(shù)乘 也可以使之歸一化：(A) K(B)K2(C) 1/ (4) 丁二烯等共腕分子中冗電子的離域化可降低體系的能量，這與簡單的一維勢(shì)阱模型是一致的，因?yàn)橐痪S勢(shì)阱中粒子的能量(A)反比于勢(shì)阱長度平方(B)正比于勢(shì)阱長度(C)正比于量子數(shù)(5) 對(duì)于厄米算符，下面哪種說法是對(duì)的(A)厄米算符中必然不包含虛數(shù)(B)厄米算符的本征值必定是實(shí)數(shù)(C)厄米算符的本征函數(shù)中必然不包含虛數(shù)(6) 對(duì)于算符？的非本征態(tài)里(A)不可能測量其本征值g.(B)不可能測量其平均值.(C)本征值與平

4、均值均可測量，且二者相等(7) 將幾個(gè)非簡并的本征函數(shù)進(jìn)行線形組合，結(jié)果(A)再不是原算符的本征函數(shù)(B)仍是原算符的本征函數(shù)，且本征值不變(C)仍是原算符的本征函數(shù)，但本征值改變1.2 辨析下列概念，注意它們是否有相互聯(lián)系，尤其要注意它們之間的區(qū)別：(1)算符的線性與厄米性(2)本征態(tài)與非本征態(tài)(3)本征函數(shù)與本征值(4)本征值與平均值(5)幾率密度與幾率(6)波函數(shù)的正交性與歸一性(7)簡并態(tài)與非簡并態(tài)1.3 原子光譜和分子光譜的譜線總是存在一定的線寬，而且不可能通過儀器技術(shù)的改進(jìn)來使之無限地變窄.這種現(xiàn)象是什么原因造成的？1.4 幾率波的波長與動(dòng)量成反比.如何理解這一點(diǎn)？1.5 細(xì)菌的大

5、小為微米量級(jí)，而病毒的大小為納米量級(jí).試通過計(jì)算粗略估計(jì)：為了觀察到病毒，電子顯微鏡至少需要多高的加速電壓.1.6 將一維無限深勢(shì)阱中粒子的波函數(shù)任取幾個(gè)，驗(yàn)證它們都是相互正交的.1.7 厄米算符的非簡并本征函數(shù)相互正交.簡并本征函數(shù)雖不一定正交，但可用數(shù)學(xué)處理使之正交.例如，若巾1與巾2不正交，可以造出與巾1正 交的新函數(shù)巾232=32+C31試推導(dǎo)c的表達(dá)式(這種方法稱為Schmidt正交化方法).1.8 對(duì)于一維無限深勢(shì)阱中粒子的基態(tài)，計(jì)算坐標(biāo)平均值和動(dòng)量平均值,并解釋它們的物理意義.1.9 一維無限深勢(shì)阱中粒子波函數(shù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目隨量子數(shù)增加而增加.試解釋：為什么節(jié)點(diǎn)越多，能量越高.再想一

6、想：阱中只有一個(gè)粒子，它是 如何不穿越節(jié)點(diǎn)而出現(xiàn)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的 ？1.10 下列哪些函數(shù)是d2/dx2的本征函數(shù)： ex (2) e2x(3) 5sin x (4)sin x+cosx (5) x3.求出本征函數(shù)的本征值.1.11 對(duì)于三維無限深正方形勢(shì)阱中粒子，若三個(gè)量子數(shù)平方和等于9,簡并度是多少？1.12 利用結(jié)構(gòu)化學(xué)原理,分析并回答下列問題：納米粒子屬于介觀粒子，有些性質(zhì)與宏觀和微觀粒子都有所不同.不 過，借用無限深勢(shì)阱中粒子模型，對(duì)納米材料中的“量子尺寸效應(yīng)”還是 可以作一些定性解釋.例如：為什么半導(dǎo)體中的窄能隙( 3P、1D(5) Hund規(guī)則適用于下列哪種情況(A)求出激發(fā)組態(tài)

7、下的能量最低譜項(xiàng)(B)求出基組態(tài)下的基譜項(xiàng)(C)在基組態(tài)下為譜項(xiàng)的能量排序(6) 配位化合物中dT d躍遷一般都很弱，因?yàn)檫@種躍遷屬于:(A) g / g(B)g-: u(C) u/ u(7) Cl原子基態(tài)的光譜項(xiàng)為2P,其能量最低的光譜支項(xiàng)為(A)計(jì)算節(jié)面對(duì)應(yīng)的9 ; 計(jì)算極大值對(duì)應(yīng)的9 ; 在yz平面上畫出波函數(shù)角度分布圖的剖面，繞z軸旋轉(zhuǎn)一周即成波函數(shù)角度分布圖.對(duì)照下列所示的軌道界面圖，從物理意義和圖形 特征來說明二者的相似與相異.P3/2(B)2Pl/2(C)2Po2.2 辨析下列概念，注意它們的相互聯(lián)系和區(qū)別：(1) 復(fù)波函數(shù)與實(shí)波函數(shù)(2) 軌道與電子云(3) 軌道的位相與電荷的

8、正負(fù)(4) 徑向密度函數(shù)與徑向分布函數(shù)(5) 原子軌道的角度分布圖與界面圖(6) 空間波函數(shù)、自旋波函數(shù)與自旋-軌道(7) 自旋-軌道與Slater行列式(8) 組態(tài)與狀態(tài)2.3 請(qǐng)找出下列敘述中可能包含著的錯(cuò)誤，并加以改正:原子軌道(AQ是原子中的單電子波函數(shù)，它描述了電子運(yùn)動(dòng)的確 切軌跡.原子軌道的正、負(fù)號(hào)分別代表正、負(fù)電荷.原子軌道的絕對(duì)值 平方就是化學(xué)中廣為使用的“電子云”概念，即幾率密度 .若將原子軌 道乘以任意常數(shù)C,電子在每一點(diǎn)出現(xiàn)的可能性就增大到原來的 C2倍.2.42.5氫原子基態(tài)的波函數(shù)為試計(jì)算1/r的平均值，進(jìn)而計(jì)算勢(shì)能平均值,驗(yàn)證下列關(guān)系： = 2E= -2止匕即量子力

9、學(xué)維里定理，適用于庫侖作用下達(dá)到平衡的粒子體系（氫原子 基態(tài)只有一個(gè)1s電子，其能量等于體系的能量）的定態(tài)，對(duì)單電子原子和 多電子原子具有相同的形式.2.6R. Mulliken用原子中電子的電離能與電子親合能的平均值來定義元素電 負(fù)性.試從原子中電子最高占有軌道（HOMO和最低空軌道（LUMO的角 度想一想，這種定義有什么道理？2.7 原子中電子的電離能與電子親合能之差值的一半，可以作為元素化學(xué)硬度的一種量度(硬度較大的原子，其極化率較低).根據(jù)這種定義，化學(xué) 硬度較大的原子，其HOMLUMQL間的能隙應(yīng)當(dāng)較大還是較小？2.8 將2p+i與2p線性組合得到的2Px與2py,是否還有確定的能量

10、和軌道角動(dòng)量z分量？為什么？2.9 原子的軌道角動(dòng)量為什么永遠(yuǎn)不會(huì)與外磁場方向z重合，而是形成一定大小的夾角？計(jì)算f軌道與z軸的所有可能的夾角.為什么每種夾角對(duì)應(yīng) 于一個(gè)錐面，而不是一個(gè)確定的方向？2.10 快速求出P原子的基譜項(xiàng).2.11 Ni 2+的電子組態(tài)為d8,試用M表方法寫出它的所有譜項(xiàng)，并確定基譜項(xiàng).原子光譜表明，除基譜項(xiàng)外，其余譜項(xiàng)的能級(jí)順序是1氏31,你是否 能用Hund規(guī)則預(yù)料到這個(gè)結(jié)果？2.12 dn組態(tài)產(chǎn)生的譜項(xiàng)，其宇稱與電子數(shù)n無關(guān)，而pn組態(tài)產(chǎn)生的譜項(xiàng)，其宇稱與電子數(shù)n有關(guān).為什么？2.13 試寫出閉殼層原子Be的Slater行列式.2.14 Pauli原理適用于玻色

11、子和費(fèi)米子，為什么說Pauli不相容原理只適用 于費(fèi)米子？第三章雙原子分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵理論3.1選擇題(1)用線性變分法求出的分子基態(tài)能量比起基態(tài)真實(shí)能量，只可能(A)更高或相等(B)更(C)相等(2)N2、Q、E的鍵長遞增是因?yàn)?A)核外電子數(shù)依次減少(B)鍵級(jí)依次增大 (C)凈成鍵電子數(shù)依次減少(3)下列哪一條屬于所謂的“成鍵三原則”之一：(A)原子半徑相似(B)對(duì)稱性匹配(C)電負(fù)性相似(4)下列哪種說法是正確的(A)原子軌道只能以同號(hào)重疊組成分子軌道(B)原子軌道以異號(hào)重疊組成非鍵分子軌道(C)原子軌道可以按同號(hào)重疊或異號(hào)重疊，分別組成成鍵或反鍵軌道(5) 氧的Q+ , O 2 , O

12、 2 , O 22-對(duì)應(yīng)于下列哪種鍵級(jí)順序(A) 2.5 , 2.0,1.5,1.0(B) 1.0,1.5 , 2.0,2.5(C) 2.5 , 1.5,1.02.0(6)下列哪些分子或分子離子具有順磁性(A) O 2、NO(B) N 2、F2(C)。22+、NO(7) B2和Q中的共價(jià)鍵分別是(C)（A）冗什冗 冗+冗（T + 九，（T3.2 MO與VB理論在解釋共價(jià)鍵的飽和性和方向性上都取得了很大的成功，但兩種理論各有特色.試指出它們各自的要點(diǎn)（若將兩種理論各自作一些改 進(jìn)，其結(jié)果會(huì)彼此接近）.3.3 考察共價(jià)鍵的形成時(shí)，為什么先考慮原子軌道形成分子軌道，再填充電子形成分子軌道上的電子云，

13、而不直接用原子軌道上的電子云疊加來形成 分子軌道上的電子云？3.4 ”成鍵軌道的對(duì)稱性總是g,反鍵軌道的對(duì)稱性總是u” .這種說法對(duì)不對(duì)？為什么？3.5 一般地說，冗鍵要比6鍵弱一些.但在任何情況下都是如此嗎？請(qǐng)舉實(shí)例來說明.3.6 N2作為配位體形成配合物時(shí)，通常以2 bg電子對(duì)去進(jìn)行端基配位（即N三 W）,而不以1冗u電子對(duì)去進(jìn)行側(cè)基配位。主要原因是什么？3.7 “磁化水”的特殊功能是一個(gè)議論甚廣的話題。然而，如果樣品是相當(dāng)純凈的水，特別是不含任何磁性雜質(zhì)，經(jīng)過“磁化”的水會(huì)有什么特殊 功能嗎？3.8 Q一是一種氧自由基（有時(shí)加一個(gè)點(diǎn)表示它的自由基特征）,能使細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的核酸鏈斷裂，

14、引起月中瘤、炎癥、衰老等病變.活性氧與人體健 康的關(guān)系是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域.人體內(nèi)過多的Q-是通過什么來清除的？ 試查閱文獻(xiàn)了解其研究動(dòng)態(tài)，并回答問題.3.9 固氮酶的化學(xué)模擬是一個(gè)具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值的課題.請(qǐng)通過全球信息網(wǎng)（www）解其最新研究動(dòng)態(tài).3.10 計(jì)算一組等性sp2雜化軌道相互之間的夾角，與乙烯中的鍵角進(jìn)行比較3.11 (1)觀察(T、冗和6分子軌道,它們各有多少個(gè)包含著鍵軸的節(jié)面？(2)分子軌道中還有一種小軌道，具有3個(gè)包含鍵軸的節(jié)面.什么樣的原 子軌道才可能形成小分子軌道？3.12 在異核雙原子分子中,對(duì)成鍵軌道和反鍵軌道的較大貢獻(xiàn)分別來自什么樣的原子？為什么？3.

15、13 地球的年齡約為46億年，但大氣中的Q卻主要是有了生物的光合作用后 才積累起來的.試查閱文獻(xiàn)，了解氧和臭氧在地球上的積累過程，以及生 態(tài)系統(tǒng)中的氧循環(huán).3.14 氫能是一種清潔能源，是未來的理想能源.試查找有關(guān)的共價(jià)鍵能數(shù)據(jù)， 計(jì)算氫燃燒生成1mol水可以放出多少能量.目前這種能源使用的還很少， 有哪些主要原因？如果用電解水來大規(guī)模地制取氫氣，有沒有實(shí)際意義？3.15 雙原子分子和一些小分子的結(jié)構(gòu)比較簡單，但它們?cè)谧匀唤缰械淖饔脜s不 是無關(guān)緊要的.試論述：在環(huán)境與生態(tài)問題上，哪些雙原子分子和小分子 具有重要影響？它們是如何發(fā)揮作用的？這些作用對(duì)人類有益還是有害？ 我們?nèi)绾螐?qiáng)化或抑制這些作用

16、？3.16 自由狀態(tài)的CO鍵長為112.9pm.在配合物Ni(CO)4中，CO鍵長增加為 115Pm且振動(dòng)頻率下降.Ni-C 鍵長為182pm,比一般估計(jì)的6鍵(192 pm) 要短.綜合這些現(xiàn)象，可以說明什么問題？第四章分子對(duì)稱性與群論初步4.1選擇題(1)丙二烯屬于d點(diǎn)群，表明它有(A)兩個(gè)小冗鍵(B) 一個(gè)n：(C)兩個(gè)(2) C“、NH、立方烷的分子點(diǎn)群分別是(A) C、G、&(B) D、Gv、Td(C) Ih、Gv、Q(3)下列哪種說法是正確的(C*代表不對(duì)稱碳原子)：(A)含C*的分子并非都有旋光性，不含C*的分子并非都無旋光性(B)含C*的分子必定都有旋光性，不含C*的分子必定都

17、無旋光性(C)含C*的分子并非都有旋光性，不含C*的分子必定都無旋光性(4)化學(xué)中的R-S 拉丁字母rectus (右)與sinister( 左)命名法的用途 之一是(A)區(qū)分順反異構(gòu)體(B)直接表示分子的旋光方向(C)區(qū)分對(duì)映異構(gòu)體(5) 含有不對(duì)稱C原子但能與其鏡象重合的化合物是(A)內(nèi)消旋化合物(B)外消旋化合物(C)不對(duì)稱分子(6) 下列哪組點(diǎn)群的分子可能具有偶極矩：(A) Q、口、Gh(B) C、Td、S4(C) G、Gv、G(7) 非極性分子的判據(jù)之一是(A)所有對(duì)稱元素交于唯點(diǎn)(B)至少有兩個(gè)對(duì)稱元素只交于唯一一點(diǎn)(C)兩個(gè)對(duì)稱元素相交(8) 下列哪種分子可能具有旋光性：(A)丙

18、二烯(B)六螺環(huán)g(C) C 60(9) Co (NHI) 4 (HO) 23+能夠有幾種異構(gòu)體：(A) 2(B)3(C) 6(10) 一個(gè)分子的分子點(diǎn)群是指：(A)全部對(duì)稱操作的集合(B)全部對(duì)稱元素的集合(C)全部實(shí)對(duì)稱操作的集合(11)群中的某些元素若可以通過相似變換聯(lián)系起來，它們就共同組成(A) 一個(gè)類(B) 一個(gè)子群(C) 一個(gè)不可約表示(12)幾個(gè)不可約表示的直積是(A) 可約表示(B)不可約表示(C)可約表示或不可約表示(13)水分子B振動(dòng)的基包括x和xz,這種振動(dòng)（A）只有紅外活性（B）只有拉曼活性（C）兼有紅外和拉曼活性4.2 PC15氣體是分子化合物，其固體是PCl；、PC

19、16-的離子化合物。試分析這三種分子或分子離子分別是什么形狀？什么點(diǎn)群？4.3 確定下列分子或離子的點(diǎn)群：I 3-IC1 3IF 5PC13PCI3F2PF5SC12SF4SF6 SnC12XeEXeQ其中哪些具有偶極矩？屬于什么點(diǎn)群？4.4 SS型乙胺丁醇具有抗結(jié)核菌的藥效，而它的對(duì)映異構(gòu)體RR型乙胺丁醇卻能導(dǎo)致失明.類似的問題在藥物化學(xué)中相當(dāng)普遍地存在，試查閱文 獻(xiàn)，找出一些類似的實(shí)例.如何從生物化學(xué)的角度理解這種差異？藥物的 不對(duì)稱合成越來越受到化學(xué)家的普遍關(guān)注，這類受關(guān)注的分子通常屬于哪 些點(diǎn)群？為什么？4.5 由Co所屬的Ih點(diǎn)群的特征標(biāo)表，判斷G0分子軌道可能的簡并度和最高簡 并度

20、（可能的而不是必然的）.試用某種簡單的量子化學(xué)軟件（如HyperChem） 計(jì)算來驗(yàn)證你的判斷，并觀察 品的HOM偽LUMCK并度分別為多少？4.6 cis-PdC1 2（NH）2和 trans-PdC1 2（NH） 2都是平面四方型結(jié)構(gòu).（1）若將 NH視為一個(gè)整體，cis-與trans-異構(gòu)體分別屬于什么點(diǎn)群？ （2）它們的 Pd-Cl對(duì)稱伸縮和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)都在 200400cm之間，如何由振動(dòng)光譜 鑒別cis-與trans-異構(gòu)體？4.7 對(duì)%群，求出直積晶Bg和E2,它們還是否可約表示？如果不是，用約化公式進(jìn)行約化.4.8 乙烷分子由交叉式構(gòu)象開始繞C-C鍵轉(zhuǎn)動(dòng)，直至變?yōu)橹丿B式，先后

21、經(jīng)歷哪幾種點(diǎn)群？4.9 用8個(gè)點(diǎn)連成一個(gè)正方體，然后在面心處逐步加上點(diǎn).面心的點(diǎn)數(shù)從1 到6,總共可以產(chǎn)生多少種模式(每一種模式都包括正方體頂點(diǎn))?分別屬 于什么點(diǎn)群？4.10 先分別寫出繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)和以xy為鏡面的反映操作矩陣.證明：C2(z)與sy 的兩種操作等效于通過坐標(biāo)原點(diǎn)的反演.4.11 以D6h群為例，驗(yàn)證：由兩個(gè)不同的不可約表示的特征標(biāo)作為分量的矢量 正交.第五章多原子分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)5.1 選擇題(1)用VSEPR!論為J斷，IF5的幾何構(gòu)型是(A)三角雙錐(B)正四棱錐(C)平面五邊形(2)共腕有機(jī)分子的哪種原子上易發(fā)生游離基反應(yīng)：(A) p較大者(B) F較大者(C)任意原子

22、(3)己三烯電環(huán)化反應(yīng)，在加熱條件下保持什么對(duì)稱性不變？(A) C2(B)m(C) m 和C2(4)分子的下列哪些性質(zhì)必須用離域分子軌道來描述(A)電子能譜、電子光譜(B)偶極矩、電荷密度(C)鍵長、鍵能5.2 原子在不同的條件下可能形成不同的鍵型.試以H為例，說明它可以形成哪些類型的鍵，并各舉一、二實(shí)例.5.3 在形成分子加合物F3B-NH時(shí)，是BE還是NH的構(gòu)型變化大？為什么？B-F鍵長和N-H鍵長哪一種變化大？變長還是變短了？為什么？5.4 由下列HMGT列式反推出共腕分子的骨架X 1 0 0 1 0 110 0 0 0 1x10 0 0 0 1x10 10 0 1x1 0 0 0 0

23、1 x軀4 =能（內(nèi)+內(nèi)+內(nèi)）一正直甲326一的一內(nèi)）y6匕=（我- ）v2的=J= （1 + % + 3 ） + -夕4亞甲基甲基有四個(gè)大九分子軌/6 55.5道，按能級(jí)由高到低排列如下，中心C原子編號(hào)為4.先說明：計(jì)算中心C原子的冗鍵級(jí)時(shí)，只需要哪個(gè)或哪些大 九分子軌道？為什么？然后計(jì)算中心C原子的冗鍵級(jí).5.6 用SHM騏求環(huán)丙烯基GH的離域冗鍵分子軌道（注意利用對(duì)稱性）并畫出 圖形，觀察軌道節(jié)面數(shù)目和分布特點(diǎn)；計(jì)算C原子的冗電子密度、冗鍵級(jí) 和自由價(jià)，畫出分子圖.5.7 對(duì)V型的烯丙基CH=CH-CH （注意：不要與丙烯基CH-CH=CH混淆）作SHM價(jià)算，并與環(huán)丙烯基的離域冗軌道能級(jí)

24、進(jìn)行比較，看這兩種分子的能 級(jí)分布各有什么特點(diǎn).5.8 若將烯內(nèi)基CH=CH-CH的C依此編號(hào),有人說，即使不作任何理論計(jì)算，也可知烯丙基沒有獷二徜+四一愈）形式的冗型分子軌道，這是真的 嗎？為什么？5.9 用SHM核計(jì)算四次甲基乙烷的離域冗鍵分子軌道、冗鍵級(jí)和自旋多重度.（1）預(yù)測它是否可能具有順磁性；（2）畫出所有離域冗鍵分子軌道的圖 形，借助于分子點(diǎn)群特征標(biāo)表，確定每一個(gè)軌道屬于哪種不可約表示.計(jì)算時(shí)注意：（1）用什么方法展開Hu ckel行列式；（2）求解過程中如何 充分利用分子的對(duì)稱性.5.10 假設(shè)環(huán)丁二烯為平面四方結(jié)構(gòu)，HOMOt LUM分別如下：試判斷，環(huán)丁二烯受熱二聚是以內(nèi)型

25、方式（左下）還是外型方式（右下）反應(yīng)：5.11 下列反應(yīng)是某種特殊反應(yīng)的一例,計(jì)算的反應(yīng)始通常與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得相當(dāng)好.CHCHO + GH CH3COCH CH4試說明這類反應(yīng)有什么特點(diǎn)，再查閱有關(guān)的鍵始數(shù)據(jù)，估算其反應(yīng)始, 與實(shí)驗(yàn)值 AH=-41.42kJ mol -1相比較.5.12 氯代芳姓對(duì)水生生物的急性毒性與其 HOM戊系密切，已知毒性順序是1, 2, 4-三氯苯1, 2, 3-三氯苯氯苯.如果有條件，用某種量子化學(xué)軟 件計(jì)算這三種化合物的HOMO1量.試推測：在引起中毒的過程中，電子 是從氯代芳姓流向了生物體？還是相反？（應(yīng)當(dāng)說明，這只是作為一個(gè)簡 單的練習(xí).在科研中，要得到這種結(jié)

26、論通常需要有一系列化合物，而不能只用少數(shù)幾種）.5.13 8- N法則的適用范圍是什么？它在哪些情況下可能會(huì)失效？5.14 VSEPR1論的適用范圍是什么？它在哪些情況下可能會(huì)失效？5.15 離域分子軌道為什么可以“定域化”？什么樣的分子軌道不能被定域化？5.16 通過全球信息網(wǎng)（WWWT解球烯包合物和樹狀大分子的最新研究動(dòng)態(tài)5.17 填空（6分）：在丁二烯的電環(huán)化反應(yīng)中，通過分子中點(diǎn)的 G軸在（）旋過 程中會(huì)消失，而鏡面在（）旋過程中會(huì)消失。作為對(duì)稱性分類依據(jù)的對(duì)稱元素，在反應(yīng)過程中必須始終不消失。 將分子軌道關(guān)聯(lián)起來時(shí)，應(yīng)使 $與（）相連、A與（）相連（且相關(guān)軌道能量相近）；如果這些 連線

27、需要交叉，則一條 SS連線只能與另一條（）連線相交，一條AA連線只能與另一條（）連線相交。第六章 晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)與X射線衍射法6.1 選擇題（1）晶體等于：（A）晶胞+點(diǎn)陣（B）特征對(duì)稱要素+結(jié)構(gòu)基元（C）結(jié)構(gòu)基元+點(diǎn)陣（2）著名的綠寶石一一綠柱石，屬于六方品系。這意味著（A）它的特征對(duì)稱元素是六次對(duì)稱 軸（B）它的正當(dāng)空間格子是六棱柱（C）它的正當(dāng)空間格子是六個(gè)頂點(diǎn)連成的正八面體（3）下列哪兩種晶體具有不同的點(diǎn)陣型式：（A） NaCl 與 CsCl（B） NaCl 與CaF2(C) NaCl 與立方 ZnS(4)布拉維格子不包含“四方底心”和“四方面心”,是因?yàn)樗鼈兤鋵?shí)分別是：(A)四方簡單

28、和四方體心(B)四方體心和四方簡單(C)四方簡單和立方面心(5)某晶面與晶軸x、y、z軸相截，截?cái)?shù)分別為4、2、1,其晶面指標(biāo)是(A) (124)(B)(421)(C) (1/4,1/2,1)(6)下列哪種性質(zhì)是晶態(tài)物質(zhì)所特有的：(A)均勻性(B)各向異性(C) 旋光性(7)與結(jié)構(gòu)基元相對(duì)應(yīng)的是：(A)點(diǎn)陣點(diǎn)(B)素向量(C)復(fù)格子(8)點(diǎn)陣是：(A)有規(guī)律地排布的一組點(diǎn).(B)按連接其中任意兩點(diǎn)的向量平移而能復(fù)原的無限多個(gè)點(diǎn).(C)只沿特定方向平移而能復(fù)原的有限數(shù)目的點(diǎn).(9)下列哪一種說法是錯(cuò)誤的：(A)屬于同一品系的晶體，可能分別屬于不同的晶體學(xué)點(diǎn)群(B)屬于同一晶體學(xué)點(diǎn)群的晶體，可能分

29、別屬于不同的品(C)屬于同一晶體學(xué)點(diǎn)群的晶體，可能分別屬于不同的空間群(10)在某立方晶體的X衍射粉末圖上發(fā)現(xiàn)，h+k+l =奇數(shù)的衍射產(chǎn)生了系統(tǒng) 消光，這種晶體具有下列哪種點(diǎn)陣？(A)立方體心(B) 立方簡單(C)立方面心(11)“CsCl型晶體的點(diǎn)陣為立方體心點(diǎn)陣”這一表述(A)正確.(B)不正確，因?yàn)榱⒎襟w心不是一種點(diǎn)陣.(C)不正確，因?yàn)镃sCl型晶體的點(diǎn)陣為立方簡單點(diǎn)陣.(12)六方晶胞的形狀是(A)六棱柱(B)六個(gè)頂點(diǎn)的封閉凸多面體(C) a = B =90, 丫 =120的平行六面體(13)空間格子共有多少種形狀和形式：(A) 8, 32(B) 7,14(C) 4, 5(14)劃

30、分正當(dāng)品格的第一條標(biāo)準(zhǔn)是(A)平行六面體(B)盡可能圖的對(duì)稱性(C)盡可能少的點(diǎn)陣點(diǎn)(15)空間格子中，頂點(diǎn)、棱心、面心對(duì)格子的貢獻(xiàn)分別為(A) 1/8, 1/4, 1/2(B) 1, 1,(C) 1, 1/2, 1/4(16)金剛石與立方硫化鋅(A)點(diǎn)陣型式都是立方面心.(B)點(diǎn)陣型式都是立方簡單.(C)點(diǎn)陣型式不同.(17)當(dāng)勞厄方程被滿足時(shí)，空間點(diǎn)陣中被平移群Tmn=m+nb+pc所概括的任意兩點(diǎn)陣點(diǎn)之間的波程差的波數(shù)為(B)(A) mh+nk+plm+n+p(C) h+k+l(18)晶面作為等程面的條件是：(A) h=nh*,k=nk*,l=nl*(n 為整數(shù))(B) h=mh,k=n

31、k*,l =pl *( m n、p 為整數(shù))(C) h=rh ,k=sk ,l =tl( r、s、t 為分?jǐn)?shù))6.2 幾何學(xué)中的正方體必然有3X4,而立方品系的特征對(duì)稱要素卻規(guī)定為沿體對(duì)角線的4X3 .為什么？試舉例說明.6.3 寫出立方ZnS晶胞中離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo).6.4 為什么在分子中使用映軸，而在晶體中使用反軸？6.5 分子的點(diǎn)群與該分子所形成的晶體的點(diǎn)群，是否總是保持一致？6.6 為什么說在一個(gè)平面點(diǎn)陣中素格子的的取法有無限多種而面積相同？6.7 結(jié)構(gòu)基元和晶胞有什么不同？它們分別對(duì)應(yīng)于點(diǎn)陣的什么內(nèi)容？6.8 在14種布拉維格子之外，將你所能想到的更多的格子型式畫出來，逐一 檢查它們?yōu)槭?/p>

32、么不能被作為布拉維格子.6.9 Laue方程中的衍射指標(biāo)和Bragg方程中的衍射級(jí)數(shù)分別具有什么樣的 物理意義？6.10 在Laue方程中，當(dāng)史與s_的夾角為a時(shí)，相應(yīng)的衍射圓錐為2a ;然而 用Bragg方程解釋多晶衍射時(shí)，若衍射角為9 ,相應(yīng)的衍射圓錐卻為48. 為什么？6.11 在多晶衍射法中，當(dāng)樣品轉(zhuǎn)動(dòng)8時(shí)，計(jì)數(shù)器為什么要轉(zhuǎn)動(dòng)29？6.12 舉例說明：兩個(gè)不同的點(diǎn)陣點(diǎn)之間必然有幾何距離，但對(duì)X光的衍射卻不一定有波程差.6.13 試計(jì)算CaF晶體的結(jié)構(gòu)因子.6.14 晶體是理想的中子單色器，可以從反應(yīng)堆釋出的中子束萃取單一能量的中子.如果入射中子束與一族晶面距為110Pm的晶面成30o時(shí)

33、產(chǎn)生一級(jí)衍 射，萃取出的中子能量是多大？6.15 對(duì)某立方品系A(chǔ)B型金屬氧化物，用波長為人=154.18pm的X射線得到粉末衍射圖，各衍射線的8角如下表.線號(hào)9 （度）.2人sin 9h2+k2+l2入 7(4 a2)118. 488221. 472331. 180437. 373539. 343647. 045752. 903854. 930(1)計(jì)算并填寫上述表格.(2)判斷該晶體的點(diǎn)陣型式 (3)計(jì)算晶胞常數(shù)a.6.16 (1)對(duì)于立方面心點(diǎn)陣，系統(tǒng)消光規(guī)律是什么 ？請(qǐng)列出可能出現(xiàn)的前9條衍射線的衍射指標(biāo)，并按其平方和的大小排列；(2)利用布拉格方程，推導(dǎo)立方面心點(diǎn)陣的 sin 9表達(dá)式

34、。請(qǐng)說明：除 系統(tǒng)消光因素以外，任何一種晶體的衍射也只能是有限的幾種，為什么 ？(3) Cu的晶體結(jié)構(gòu)屬于立方面心，晶胞參數(shù) a=361pm若用人=229.1pm 的Cr K “射線拍攝Cu樣品的粉末圖，只能記錄到哪幾種衍射？其衍射角9 分別為多大？(4)對(duì)于同一種樣品，若想記錄到更多的衍射，使用的X射線的波長應(yīng) 當(dāng)更長還是更短？若使用同樣的X射線，晶胞參數(shù)a較大的樣品，記錄到 的衍射可能會(huì)更多還是更少？第七章 金屬晶體與離子晶體結(jié)構(gòu)7.1選擇題(1)在離子晶體中，決定正離子配位數(shù)的關(guān)鍵因素是(A)正負(fù)離子半徑比(B)正負(fù)離子電價(jià)比(C)正負(fù)離子電負(fù)性之比(2)對(duì)于二元離子晶體，下列哪一式成立

35、:(C)(A) n+/n-=Z/Z+=CN/CN+(B) n-/n+=Z/Z+=CN/CN+n+/n-=Z/Z+=CWCN(3)馬彳惠隆(Madelung)常數(shù)與離子晶體的哪種因素有關(guān)：(A)化學(xué)組成(B)晶體結(jié)構(gòu)型式(C)離子鍵長(4) Ge晶體(A4,即金剛石結(jié)構(gòu))的空間利用率(堆積系數(shù))小于W晶體(A明 它們的晶胞中的原子數(shù)目是(A) GeW(C) Ge=W(5) NaCl與CaE晶體的相同之處是：(A)結(jié)構(gòu)基元(B)負(fù)離子堆積方式(C)點(diǎn)陣型式(6) 4:4是下列哪一種晶體的CNJ/CN-:(A)CsCl(B) NaCl(C)六方ZnS(7)對(duì)于CaE晶體，“簡單立方”一詞描述的是它的

36、(A)負(fù)離子堆積方式(B)點(diǎn)陣型式(C)正離子堆積方式(8)某種離子晶體AB被稱為NaCl型，這指的是(A)它的化學(xué)組成(B)它的結(jié)構(gòu)型式(C)它的點(diǎn)陣型式7.2 Mg晶體屬于六方晶系,a=b=320pm(1 pm =10-12 m).計(jì)算晶胞高度c和晶體密度p .7.3 Ag晶體為Ai堆積，晶體密度p =10.50. 計(jì)算晶胞常數(shù)a和原子半徑r.7.4 Si的共價(jià)半徑為112.6pm,計(jì)算單晶硅的密度p.7.5 LiH晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型，晶胞常數(shù)a=408pm,計(jì)算品格能.7.6 UO晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型，鍵長為246 pm,計(jì)算Avogadro常數(shù)N.7.7 TlI晶體中離子鍵長為381

37、pm,離子半徑比r+/r一具有8配位極限值.計(jì)算 r與 r-.7.8 GaAs、CdS、InAs、InSb、AlP等重要的半導(dǎo)體材料具有下圖所示 的立方晶體結(jié)構(gòu)：ra-O j(1)這是一種什么結(jié)構(gòu)型式?(2)將這種結(jié)構(gòu)與金剛石晶體作比較，填寫下列表格:結(jié)構(gòu)基兀晶胞中結(jié)構(gòu)基元數(shù)目點(diǎn)陣型式特征對(duì)稱要素金剛石上述晶體(3)負(fù)離子堆積方式是什么？(4)正負(fù)離子配位數(shù)比是多少？(5)正離子占據(jù)著什么空隙？占據(jù)的空隙分?jǐn)?shù)是多少？(6)假設(shè)CdS晶胞參數(shù)為a=583.9pm. Cd與S的原子量分別為112.411和 32,066 , Avogadro 常數(shù) M=6.022M1023mol-1.試計(jì)算晶體密度

38、 p 為多 大？7.9 無色立方晶體HgF的結(jié)構(gòu)型式為CaF2型,Hg與F的原子量分別為200.59和18,998 .試回答或計(jì)算：(1)晶體的結(jié)構(gòu)基元是什么？結(jié)構(gòu)基元重量為多少？每個(gè)晶胞中有多少個(gè) 結(jié)構(gòu)基元？(2)有人說這種晶體可同時(shí)抽象出兩種點(diǎn)陣立方面心和立方簡單，你 認(rèn)為這可能嗎？如果不能，為什么？它應(yīng)該是哪種點(diǎn)陣？(3)若晶體密度p =8.95,試計(jì)算晶胞參數(shù)a為多少pm .(4)選才F或Hg作為晶胞原點(diǎn)，畫出(110)晶面上的原子分布.(5)計(jì)算Hg-F鍵長.7.10 地球化學(xué)的先驅(qū)阿 費(fèi)爾斯曼指出，同一種離子對(duì)于各種離子化合物的品格能的貢獻(xiàn)差不多，可用離子的“能量常數(shù)9K”表征.每

39、一單位的能量常數(shù)相當(dāng)于1071.52kJ mol-1.用這種方法可以快速地估算晶格能 UU=1071.52kJ mol -1 xE -SKini為化學(xué)式中第i種離子的數(shù)目.(1) nW、c Mg+、F-、O-的能量常數(shù)分別為 0.45、1.75、2.10、0.37、 1.55,試計(jì)算NaF CaO MgO勺晶格能；(2)晶格能與離子晶體的一些性質(zhì)密切相關(guān).查閱這些化合物的熔點(diǎn)和 莫氏硬度，看看晶格能與這些物理性質(zhì)有什么聯(lián)系.7.11 隨著離子極化，離子晶體逐步向共價(jià)晶體過渡.這對(duì)鍵長、配位數(shù)、溶解度等有什么影響？第八章新型材料的結(jié)構(gòu)簡介8.1 在變形后恢復(fù)原狀這一點(diǎn)上，形狀記憶合金彈簧與普通金

40、屬彈簧有什么 不同？8.2 充分發(fā)揮你的想象力，為形狀記憶合金找出新的用途.8.3 非晶態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？為什么它的抗輻射能力大于晶態(tài)？8.4 非晶態(tài)的長程無序性對(duì)其能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了什么影響？8.5 硫?qū)俨Ａе械呢?fù)相關(guān)能是什么意思？為什么在硫?qū)俨Ａе杏^察不到電子 自旋共振信號(hào)？8.6 簡要敘述硫?qū)俨Ａе袚Q價(jià)對(duì)(VAP的形成過程.8.7 準(zhǔn)晶態(tài)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？與非品態(tài)有什么不同？8.8 試用Penrose的“瘦菱形”和“胖菱形”，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行二維 Penrose鋪砌，并觀察其中的準(zhǔn)周期性.8.9 一個(gè)原子周圍有與之相同的12個(gè)原子配位，如果形成具有五重對(duì)稱性的 正二十面體，就必然出現(xiàn)失配

41、現(xiàn)象.為什么？金屬單質(zhì)最密堆積正是12 配位，為什么沒有失配現(xiàn)象？8.10 超導(dǎo)態(tài)的兩個(gè)重要且獨(dú)立的電磁特性是什么 ？8.11 仔細(xì)觀察晶體模型，說明如何以鈣鈦礦(CaTiO3)型結(jié)構(gòu)為基本單元，通過 原子的空缺、置換、位移變形、堆疊組合等形成YBaCaOx高溫超導(dǎo)體結(jié)構(gòu).8.12 就目前所知，影響高溫超導(dǎo)氧化物Tc的結(jié)構(gòu)因素有哪些？8.13 “一維”納米材料是什么意思？是指這種材料在空間中有一維處于納米尺度嗎？8.14 什么是納米結(jié)構(gòu)自組裝體系？8.15 納米材料的基本物理效應(yīng)有哪些？8.16 單層納米管的手性矢量和手性角是什么意思 ？納米管的管軸與手性矢量 是什么關(guān)系？8.17 單層碳納米

42、管的結(jié)構(gòu)可以分為幾種類型？它們的手性角分別為多少？C-C 鍵與管軸分別是什么關(guān)系？其電學(xué)性質(zhì)有什么不同？8.18 STM的工作原理和兩種掃描模式是什么？第九章結(jié)構(gòu)分析原理9.1 選擇題 1 -、(1)紅外譜圖中波數(shù)大于1500cm的吸收，通常是由分子中哪類運(yùn)動(dòng)引起 的(A)重鍵或含H化學(xué)鍵的伸縮振動(dòng)(B)弱鍵的彎曲振動(dòng)(C)電子在分子軌道之間的躍遷(2)在紫外光電子能譜上，能峰在橫坐標(biāo)上的排列順序與什么相對(duì)應(yīng)(A)振動(dòng)頻率順序(B)價(jià)層分子軌道順序(C)原子軌道順序(3)根據(jù)Frank-Condon原理，當(dāng)成鍵電子被電離時(shí)，在紫外光電子能譜上(A)觀察到振動(dòng)多重結(jié)構(gòu)，且頻率大于基頻(B)觀察到

43、振動(dòng)多重結(jié)構(gòu)，且頻率小于基頻(C)觀察不到振動(dòng)多重結(jié)構(gòu)9.2 填空：利用振動(dòng)光譜研究分子振動(dòng)時(shí)，CO2分子的對(duì)稱伸縮振動(dòng)不可能出現(xiàn) 在()光譜上，反對(duì)稱伸縮振動(dòng)不可能出現(xiàn)在()光譜上；SQ分子的情況與CO分子(),它的各種振動(dòng)方式都( )既出現(xiàn)在紅外光譜上，也出現(xiàn)在拉曼光譜上。當(dāng)分子的對(duì)稱元素中具有()時(shí)，我們就應(yīng)當(dāng)注意這一現(xiàn)象，它對(duì)于區(qū)分( )異構(gòu)體尤其有用。9.3 沒有偶極矩的分子不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。這種分子也肯定不會(huì)產(chǎn)生紅外光譜嗎？分子的偶極矩與紅外光譜有什么關(guān)系？9.4 HBr鍵長為141.4pm,試對(duì)它的純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜的前5種躍遷波數(shù)作理論計(jì) 算.9.5 通過互聯(lián)網(wǎng)(例如http:/phy

44、/cgi-bin/MolSpec/diperiodic.pl)查閱幾種雙原子分子的微波譜，計(jì)算它們的核間距.9.6 39K127I的核間距為279pm,它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I、轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)B和兩條相鄰譜線之差是多少？9.7 H Cl與它的同位素取代產(chǎn)物 H7Cl具有相同的De,是否也有相同的D ? 如果不同的話，哪一種分子的D較大？為什么？9.8 H35Cl的紅外振動(dòng)基頻v 0=8.667x1013Hz. （1）計(jì)算其零點(diǎn)能和力常數(shù)；（2）H 37Cl基頻將發(fā)生多大的位移？9.9 稀溶液中苯酚O-H的振動(dòng)吸收帶位于3600cmi處.若用D取代H, O-D的振動(dòng)吸收帶將移向何處？（

45、計(jì)算時(shí)可以忽略苯環(huán)）.9.10 測得氧的三種振動(dòng)吸收帶為1097、1580、1865cm1,它們可能由氧分子及其正、負(fù)離子產(chǎn)生.試判斷：。2+產(chǎn)生的可能是哪一種吸收帶，并說 明理由.9.11 從雙原子分子的非諧振子勢(shì)能曲線上，觀察核間距平均值隨振動(dòng)能級(jí)的 變化，說明固體受熱時(shí)為什么會(huì)膨脹（當(dāng)然，固體并不一定由分子組成， 但總有某種類型的化學(xué)鍵振動(dòng)）.9.12 苯分子的每一種振動(dòng)模式能否既是紅外活性的，也是拉曼活性的？試用群 論知識(shí)加以說明.9.13 分子的電子發(fā)射光譜通常是分子從電子激發(fā)態(tài)中振動(dòng)基態(tài)能級(jí)垂直地降至 電子基態(tài)中各個(gè)振動(dòng)激發(fā)態(tài)能級(jí).吸收光譜與發(fā)射光譜一般具有近似而又 不完全對(duì)稱的鏡

46、像關(guān)系（見下圖實(shí)例，實(shí)線為吸收光譜，虛線為發(fā)射光譜）. 這是為什么？9.14 分子中能夠被對(duì)稱操作互換的質(zhì)子稱為對(duì)稱等價(jià)質(zhì)子,幾個(gè)對(duì)稱等價(jià)質(zhì)子構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱等價(jià)組.試判斷：(1) 一個(gè)對(duì)稱等價(jià)組在核磁共振氫譜上給出幾個(gè)吸收峰？(2)二氯環(huán)丙烷有幾種異構(gòu)體？每種異構(gòu)體有幾個(gè)吸收峰？(3)對(duì)于二氯丙二烯和椅式1,4-二氯環(huán)己烷作類似的分析.9.15 下面有兩種澳代烷燒，試按兩個(gè) C的順序，寫出核磁共振氫譜上兩種質(zhì)子峰的相對(duì)位置、峰面積和自旋裂分情況：較低場或較高場峰面積之比自旋裂分多重峰CHB2-CH2BrCH-CH2 Br9.16 下面左圖是CO的紫外光電子能譜，橫坐標(biāo)是以eV為單位的電離能；右圖是用量子化學(xué)軟件HyperChemll勺HF/6-31G*計(jì)算的以eV為單位的分子軌 道能級(jí)(只表示順序而未按比例畫出).-14.91 3 (T-17.2-21.67 2 (T-41.3 1 (T-309.2 K