安徽高中化学竞赛-结构化学模拟题一
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安徽高中化学竞赛-结构化学模拟题一
一、单选题 (30)
1、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是( )
(A ))3(xz d ϕ (B ))3(yz d ϕ (C ))3(xy d ϕ (D ))3(2z d ϕ 2、如果0E 是一维势箱中电子最低能态的能量,则电子在E 3能级的能量是( )
(A )20E (B )40E (C )90E (D )180E 3、化合物CO 2、CO 和(CH 3)2CO 中,碳氧键键长是( )
(A )CO 最长,CO 2最短 (B )CO 2最长,(CH 3)2CO 最短 (C )一样长 (D )CO 最短,(CH 3)2CO 最长 4、测不准关系的含义是指( )
(A ) 粒子太小,不能准确测定其坐标; (B )运动不快时,不能准确测定其动量
(C ) 粒子的坐标的动量都不能准确地测定; (D )不能同时准确地测定粒子的坐标与动量 5、下列状态为氢原子体系的可能状态是( );该体系能量为( ): A 、2ψ310+3ψ41-1 B 、2ψ221+3ψ32-1
C 、2ψ21-1+3ψ342+3ψ410
D 、3ψ211+5ψ340+5ψ210
6、类氢体系的某一状态为Ψ43-1,该体系的能量为( )eV ,角动量 大小为( ), 角动量在Z 轴上的分量为( )。
A 、-R/4
B 、-R/16
C 、-2R/9、
D 、 -h/2π
E 、-h/π
F 、-2h/2π
/2 /2/2H I πππ5、
7、 下列算符为线性算符的是:( )
A 、sine x
B 、d 2/dx 2 D 、cos2x
8、通过变分法处理氢分子离子体系,计算得到的体系能量总是:( ) A 、等于真实体系基态能量 B 、大于真实体系基态能量 C 、不小于真实体系基态能量 D 、小于真实体系基态能量
9、对于SP 杂化轨道:Ф1=C 11фs +C 12фpx Ф2=C 21фs +C 22фpx 其归一化条件是指:( ) A 、C 112+C 122=1 B 、C 212+C 222 =1
C 、αk /βk =1/2
D 、C 112+C 212=1
10、红外光谱由分子内部( )能量跃迁引起。
A 、转动
B 、电子-振动
C 、振动
D 、振动-转动
11、晶包一定是一个:()
A、八面体
B、六方柱体
C、平行六面体
D、正方体
12、已知类氢波函数ψ
2px 的各种图形,推测ψ
3px
图形,下列结论不正确
的是():
A、角度部分图形相同
B、电子云相同
C、径向分布不同
D、界面图不同
13、假设有一AB晶体,属于正交底心,每个晶胞中有两个A原子和2个B原子,若A原子的坐标是(000),(1/2 1/2 0),一个B原子的坐标是(1/4 1/4 1/2),则另一个B原子的分数坐标应是( d )。
A (1/2 1/2 0)
B (1/2 0 1/2)
C (1/2 1/2 1/2)
D (3/4 3/4 1/2)
14、根据正当单位选取原则,下列各组平面格子属于正当格子的组是( c )。
(1) 正方及其带心格子 (2) 六方及其带心格子
(3) 平行四边行及其带心格子 (4) 矩形及其带心格子
A (1)(3)(4)
B (1)(2)(4) C(4) D(1)(3)
15.、Fe的电子组态为[Ar]3d64s2,其能量最低的光谱支项为( )
A. 5D
4 B. 3P
2
C. 5D
D. 1S
二填空题(20 )
1、氢原子光谱实验中,波尔提出原子存在于具有确定能量的(),此时原子不辐射能量,从()向()跃迁才发射或吸收能量;光电效应实验中入射光的频率越大,则()越大。
2、定态指某状态的电子在空间某点的()不随着时间的变化而变化。
3、CO的电子组态为1σ22σ23σ24σ21π45σ2,则前线轨道是()、()。
4、(312)晶面在a、b、c轴上的截距分别为( ),( ),( )。
5、NaCl晶体中负离子的堆积型式为( ),正离子填入( )的空隙中,CaF
2
晶体
中负离子的堆积型式为( ),正离子填入( )的空隙中。
6、np2组态的光谱项为()、()、()。
7、晶体宏观外形中的对称元素可有()、()、()、()四种类型;
8, 能量为100eV的自由电子的德布罗依波波( )cm.
9、晶体中可能存在的独立的宏观对称元素是( )共8种。
10、氟原子的基态光谱项为( )
三 简答题 ( 20 )
1. 通过一维势箱的解,可以得出哪些重要结论和物理概念?
2. 怎样表示一个电子的运动状态?怎样表示原子的整体状态?光谱项,光谱支项 各代表什么含义?(5分)
3. 什么是分子轨道对称性守恒?
4. 什么是离子极化?
四、列出下列分子的对称元素,并确定分子所属点群.(10分)
CH 2Cl 2
(1)
Cl
Br
NH 3NH 3
NH 3
NH 3
Co
(2)
(3) CBr 4 (4) OCS
五、计算(10分)
一类氢离子的波函数Ψn.l.m 共有二个节面,一个是球面,另一个是XOY 面,这个波函数的,n m l , 分别是多少?
六、光谱项推求 (10分 ) (1)、已知Rh 的价电子组态为s 1d 8,求它的基谱支项。
(2)、求V(Z=23)原子基态时的最稳定的光谱支项。
答案
一选择题
1~5 DCDD /AE 6~10 BHD /C C AD
11~ 15 C B D CA
二填空题
1、定态基态激发态
2、几率密度
3、5σ 1π
4、1/3 , 1 , 1/2 。
5、 A1(或面心立方),八面体简单立方,立方体
6、1D 1S 3P
7、旋转轴反映面对称中心反轴
8、122.5pm
9、1,2,3,4,6,4,m, i。
10、2p
3/2
;
三简答题
1.重要结论:1.粒子在势箱中没有经典的运动轨道,而是以不同的几率密度
出现在箱内各点。
2 零点能。
3 能量量子化。
4波函数的正交归一性。
物理概念:节点,节面,玻尔对应原理,离域效应,量子效应,简并态,简并度。
2. 用n l m m
s 描述核外一个电子的运动状态,用L S J M
J
表示原子的整体状
态。
由于电子之间的相互作用,每一个电子组态分解为不同的光谱项L S12+,又由于轨道运动和自旋运动的相互作用,每一个光谱项又分为若干个能级只有微小差别的光谱支项
J
S L12+。
3. 分子轨道对称性守恒:在基元反应中,反应物的分子轨道以对称性不变的方
式转化为产物的分子轨道.
4. 离子极化:在电场作用下,离子的电子云变形,偏离球对称,产生诱导偶极矩.在离子化合物中,离子极化的电场作用来自于异号离子. 尽管正负离子是互相极化的,但正离子电价越高半径越小,电子云越不易变形,倒是极化负离子的能力更强;负离子电价越高半径越大,电子云越容易变形,更易被极化.所以,通常把正离子视为极化者,负离子为被极化者.
四、列出下列分子的对称元素,并确定分子所属点群.(10分)
CH 2Cl 2
(1)
对称元素为:C 2, 2v σ 分子所属点群为:v C 2
Cl
NH 3NH 3
NH 3
NH 3
Co
(2)
对称元素为:C 4, 4v σ 分子所属点群为:v C 4 (3)CBr 4
对称元素为:4C 3,3C 2,6d σ 分子所属点群为:T d
(4 ) OCS
对称元素为:∞C ,v σ∞ 分子所属点群为:v C ∞
五 解:波函数的节面数为n-1个,现有两个节面,3,21==-n n 。
径向部分节面是球面,XOY 平面是角度部分的一个节面,因此,1=l ,h M 2= 在XOY 节面上0=ϕ,即0),(=φθY ,与z 轴夹角为90ο,0290cos ===
h
M
M M z z ο ,0==mh M z 所以0=m 。
六. (1)解: 根据Rh 的价电子组态为s 1d 8,M L 最大为3,所以L=3;M S 最大
为3/2,所以S=3/2;
J=9/2,7/2,5/2,3/2, 电子组态半满后,J=9/2。
因此Rh 的价电子组态为s 1d 8的基谱支项 2S+1
L J 为4F 9/2 。
(2)解:V :[Ar]4S 23d 3,找出M S 最大时的M L 最大的状态
M L 最大=2+1+0=3,所以L=3 ; S=3/2, J=9/2,7/2,5/2,3/2 , 3d 3为半满前J=3/2。
所以最稳定的光谱支项为4F 3/2 。