《结构化学》课程教学资源（试卷习题）第三章习题答案

《结构化学》第三章习题答案 3001(A,C) 302m=V1v2.1.1+1vss =ESAb+ Sab-5-yayse EHSab+K 因E1=-136eV,Sab为正值故第一项为负值;在分子的核间距条件下,K为负值。 所以Hab为负值。 3003 Heydt=(4-4s)l2∫(V1+V:)(V1.-y1)d =(4-4S)2∫[W12-V1-21dr (4-4S)a[1-1]=0 故相互正交。 3004(C) 3006描述分子中单个电子空间运动状态的波函数叫分子轨道 两个近似(1)波恩·奥本海默近似(核质量>>电子质量) (2)单电子近似(定态) 3007单个电子 3009(1)能级高低相近 (2)对称性匹配 (3)轨道最大重叠 3010不正确 3012V=(0.8)/2+(02)12c 3013能量相近,对称性匹配,最大重叠

《结构化学》第三章习题答案 3001 ( A, C ) 3002 Hab =∫  a[- 2 1  2 - a r 1 - b r 1 + R 1 ]  bd =EHSab + R 1 Sab - ∫ a r 1  a b d = EHSab + K 因 EH= -13.6eV, Sab 为正值,故第一项为负值; 在分子的核间距条件下, K 为负值。 所以 Hab 为负值。 3003 ∫  g  ud=(4 - 4S 2 ) -1/2∫(  a 1s +  b 1s )((  a 1s - b 1s )d = (4 - 4S 2 ) -1/2∫[  a 1s 2 - b 1s 2 ] d = (4 - 4S 2 ) -1/2 [ 1 - 1 ] = 0 故相互正交。 3004 ( C ) 3006 描述分子中单个电子空间运动状态的波函数叫分子轨道。 两个近似 (1) 波恩 - 奥本海默近似 ( 核质量 >> 电子质量 ) (2) 单电子近似 (定态) 3007 单个电子 3008 (B) 3009 (1) 能级高低相近 (2) 对称性匹配 (3) 轨道最大重叠 3010 不正确 3011 (B) 3012  = (0.8)1/2A + (0.2)1/2B 3013 能量相近, 对称性匹配, 最大重叠 > , < 或 < , >

3014正确 3015不正确 3016 3017 pz /8/ 3018 3019( 3020 3021轨道:ss,sp,sd,p=-p=,p-d2,d2-d π轨道p-pxP-dxpy-ppy-d=,dk=-dk=,d+dx 6轨道dx-dsy,dx-y2-dx2-y2 3022 不能 不能 3023 3024 原子轨道对 分子轨道 3025102202143a2.3 反磁 3026dx 6 3027 Py, dx

3014 正确 3015 不正确 3016     3017 px pz dxy dxz px  / /  pz /  / / dxy / /  / dxz  / /  3018 z 3019 (C) 3020  3021 轨道: s-s, s-pz , s-dz, pz –pz , pz - 2 z d , 2 z d - 2 z d , 轨道 px –px ,px –dxz ,py –py ,py –dyz ,dyz –dyz ,dxz –dxz 轨道:dxy-dxy, d 2 2 x − y - d 2 2 x − y 3022    不能 不能 3023 (B) 3024 原子轨道对 分子轨道 pz-dxy × px-dxz  d 2 2 x − y - d 2 2 x − y  2 z d - 2 z d  px –px  3025 1 22 21 43 2 , 3 , 反磁 3026 dxy ,  3027 py, dxy

3028C2(log)(lou)(lu)242sp混杂显著 因1σu为弱反键而lg和1π均为强成键故键级在2-3之间 3029 N2:(1og)2(1ou)2(1xa)+(2og)2 O2: 02s02502p2T2pxT2py ' T2pxT2py 或(1o)(lo)2lg2(1xu)+(1g) 3030(1g)2(lo)2(1xu)+(2g 的三重键为1个σ键(1g)2,2个π键(lπu)+,键级为3 (1o)和(2σg)2分别具有弱反键和弱成键性质,实际上成为参加成键作用很小的两对 孤对电子,可记为N≡N:。因此N2的键长特别短,键能特别大,是惰性较大的分子。 3031O{K(c42)2(02)2(o2)(xa2)(xpn)(xp”) 顺磁性 C2[KK(og2)2(ou23)(xgn,)(πgn,)月] 反磁性 3032KK(1og)2(lou)2(1mn)3 [1o22o#]5o- 3033(1)1a2a2321r 反 (2)ois'o1202so2s02p2T2p2T2pzT2py2T2px" π3pz; 3035CN(1o2(2o)2(1x)2(3)2 键级 3036CFKK(1o22a)2(30)2(1x)(2) 不论sp混杂是否明显,最高占据的MO为(2π)3,它是反键轨道。故(C-F)键强些, 3037 Cl2: 03s2o3s'o3px2TspyTspzTspy"'T2pz 反磁性 2s02so2px2py兀2pz2ay 顺磁性 (1)2(2o)2(1x)(3G)2 反磁性 3038(A),(C)

3028 C2 ( 1g) 2 ( 1u) 2 ( 1u) 2+2 s-p 混杂显著. 因 1u 为弱反键,而 1g 和 1u 均为强成键,故键级在 2-3 之间. 3029 N2: (1g) 2 (1u) 2 (1u) 4 (2g) 2 O2: 2s22s2pz22px22py 22px*2py*1 或 ( 1g) 2 (1u) 22g 2 (1u ) 4 (1g) 2 3030 ( 1g) 2 ( 1u) 2 ( 1u) 4 ( 2g) 2 的三重键为 1 个键 (1g) 2 ,2 个键 (1u) 4 ,键级为 3 ( 1u) 2 和(2g) 2 分别具有弱反键和弱成键性质, 实际上成为参加成键作用很小的两对 孤对电子,可记为 :N≡N: 。因此 N2 的键长特别短,键能特别大, 是惰性较大的分子。 3031 O2[KK(g 2 s ) 2 (u 2 s * ) 2 (g2p* ) 2 (u 2 s ) 4 (g2 x p * ) 1 (g2 y p * ) 1 ] 顺磁性 C2 [KK(g 2 s ) 2 (u 2 s * ) 2 (g2 x p ) 2 (g2 y p ) 2 ] 反磁性 3032 KK( 1g) 2 (1u) 2 (1u ) 3 约 3/2 [1 22 23 21 44 2 ]5 22 4 1 3033 (1) 1 22 23 21 4 1 反 (2) 1s21s2 2s22s22pz22py22pz22py*22px*1 1.5 顺 3034 3py , 3pz ; 3px 3035 CN- ( 1) 2(2) 2 (1) 2+2(3) 2 键级: 3 3036 CF KK- ( 1) 2(2) 2 (3) 2 (1) 4 (2) 1 不论 s-p 混杂是否明显, 最高占据的 MO 为(2) 1 , 它是反键轨道。故(C-F)+键强些, 短些。 3037 Cl2: 3s23s*3px23py23pz23py*22pz*2 反磁性 O2 + : 2s22s*22px22py22pz22py* ` 顺磁性. CN- : - ( 1) 2(2) 2 (1) 4 (3) 2 反磁性. 3038 (A), (C)

3039C) 3040NF(1o)22o)2(3)2(1r)(2r) 级2.5 磁性顺磁性(有一个不成对电子) 3041(A) 3042 OF>OF>OF 3043EN2>E E0+>E EOF>EoF. EcF→>EcF EC1+>E C2 3044是一个极性较小的分子,偶极矩方向由氧原子指向碳原子 3045OH的HOMO是1σ轨道.这是个非键轨道,基本上是O原子的2p轨道因此, OH的第一电离能与O原子的2p轨道的电离能非常接近 HF的结构与OH类似,它的HOMO是1σ轨道,也是个非键轨道,基本上是 的2p轨道。因此,HF的第一电离能与F原子2轨道的电离能非常接近。 3046(1)OH基的电子结构为 (lo)(2o)(3o)(1x2py)(12p) (2)未成对电子占据π轨道 (3)1σ轨道是非键轨道,仍保持O原子的2p轨道的特性 )OH的最低的电子跃迁的能量比OH基的要高 3047H和F以σ键结合; ymF=M:(1)pF(2)+中(1)中H(2)][H(1)BF(2)-BF(1)aH(2) N为归一化系数 3048(1)(o)(2o)(3o)2(1)4 (2)HF分子的键长 rHE=rH+rE-009A rH,rF是共价半径 =(37+71-0.09×1.9)pm,△=4.0-2.1=1.9 3049H2+ He C2+;

3039 (C) 3040 NF+ ( 1) 2(2) 2 (3) 2 (1) 4 (2) 1 键级 2.5 磁性 顺磁性 ( 有一个不成对电子) 3041 (A) 3042 OF+> OF > OF- 3043 E N2 > E N2 + E O2 + > E O2 E OF > E OF- E CF+> E CF E Cl2 + > E Cl2 3044 是一个极性较小的分子, 偶极矩方向由氧原子指向碳原子。 3045 OH 的 HOMO 是 1轨道. 这是个非键轨道, 基本上是 O 原子的 2p 轨道.因此, OH 的第一电离能与 O 原子的 2p 轨道的电离能非常接近。 HF 的结构与 OH 类似, 它的 HOMO 是 1 轨道, 也是个非键轨道, 基本上是 F 的 2p 轨道。因此,HF 的第一电离能与 F 原子 2p 轨道的电离能非常接近。 3046 (1) OH 基的电子结构为: ( 1) 2 (2) 2 (3) 2 (12py) 2 (12pz) 1 (2) 未成对电子占据轨道 (3) 1 轨道是非键轨道, 仍保持 O 原子的 2p 轨道的特性 (4) OH-的最低的电子跃迁的能量比 OH 基的要高 3047 H 和 F 以键结合;  HF = N[H (1)  F (2) +  F (1)  H (2)] [H (1)  F (2) -  F (1) H (2)] N 为归一化系数 3048 (1) ( 1) 2 (2) 2 (3) 2 (1) 4 (2) HF 分子的键长 r HF= r H + r F - 0.09 , r H , r F 是共价半径. =( 37 + 71 - 0.09×1.9)pm , = 4.0 - 2.1 = 1.9 = 107.8 pm 3049 H2 + ; He2 + ; C2 + ;

NO 3050分 Oz F2 电子数 净成键电子数4 0 F2净成键电子数为0,不能稳定存在 N2和O2能稳定存在 3051 分子 F2- N2 F 电子数 净成键电子数5 3052分子电子数最高占有分子轨道 反 16 ↑30g 3053COKK(lo)(2o)(1r)(3o)2 NOKK(1o)(2o)(1)+(3o2)(2x) NO在高能反键轨道上有一电子,h1较低 3054Kr](1o)(2o)(3G2)(1x)4 3055 N2+<N2 F?>F CN*<CN. CO*< cO 3056(1)O2电子结构为 KK(232)(G232)(3o2p2)(x2py2)(x2p2)(2y”)(xx") 顺磁性分子 (2)O2>O2>O2>O (3)1865cm 3057比(AB)的键能小:O2,NO 比(AB)的键能小:C2,CN 3058Li2>Li2+ C2>C2

NO 3050 分 子 N2 2- O2 2- F2 2- N2 O2 F2 电子数 16 18 20 14 16 18 净成键电子数 4 2 0 6 4 2 F2 2- 净成键电子数为 0 , 不能稳定存在 N2 2- 和 O2 2- 能稳定存在 r N2 2- > rN2 r O2 2- > rO2 3051 分子 N2 + O2 + F2 + N2 O2 F2 电子数 13 15 17 14 16 18 净成键电子数 5 5 3 6 4 2 r N2 2- > rN2 r O2 2- > rO2 r F2 + > r F2 3052 分子 电子数 最高占有分子轨道 磁性 N2 14 ↑↓ 3g 反 O2 16 ↑ ↑ 2g 顺 F2 18 ↑↓ ↑↓ 2g 反 O2 2+ 14 ↑↓ 3g 反 F2 + 17 ↑↓ ↑ 2g 顺 3053 CO KK (1) 2 (2) 2 (1) 4 (3) 2 NO KK (1) 2 (2) 2 (1) 4 (3 2 )(2) 1 NO 在高能反键轨道上有一电子, I1 较低。 3054 [Kr] (1) 2 (2) 2 (3 2 ) (1) 4 3055 N2 +< N2; NO+> NO; O2 +> O2; C2 +< C2 F2 +> F2; CN+< CN; CO+< CO 3056 (1) O2 电子结构为 KK(2s2 ) (2s*2) (32pz2 ) (2py 2 ) (2pz2 ) (2py*1) (2px*1) 顺磁性分子 (2) O2 2-> O2 -> O2 > O2 + (3) 1865 cm-1 3057 比 (AB)+的键能小: O2, NO, 比 (AB)-的键能小: C2, CN 3058 Li2> Li2 + C2 > C2 +