陕西师范大学2014—2015学年第一学期期末考试
化学化工学院2012级各专业
结构化学
1、学生必须用蓝色（或黑色）钢笔、圆珠笔或签字笔直接在试题卷上答题。
2、答卷前请将密封线内的项目填写清楚。 3、字迹要清楚、工整，不宜过大，以防试卷不够使用。 4、本卷共 38 大题，总分为100分。
一、填空题（本大题共10小题, 每小题1分. 请将答案填在题中横线上）
（1）海森堡不确定原理的基本关系式是 。
ˆz 为 。 （2）动量分量p z 相对应的量子力学算符p
（3）氢原子波函数ψnlm (r , θ, φ) 角度部分中包含 （4）光谱项P 中包含了种微观状态。
（5）CO 分子的基态是单重态，这表明分子中有 个未成对电子。 （6）交换积分H ab 的值一般小于0，其绝对值越大，形成的化学键越 （7）CH 2Cl 2分子所属的点群是 。
-m
（8）N 3分子中形成有两组相同的大π键，此大π键πn 是
3
（9）四方晶系中包含有简单P 和 两种点阵型式。
（10）在A 3型最密堆积中，球数:八面体空隙数:四面体空隙数＝ 。
二、选择题（本大题共20小题, 每小题1分, 共20分. 请将正确选项的字母填在
以下表格内）
（11）首次验证德布意罗假设的科学家是 C
（A ）奥本海默(Oppenheimer) （B ）塞曼(Zeemann) （C ）戴维逊-革末(Davesson-Germer) （D ）海森堡(Heisengerg)
（12）原子中的电子被束缚在限度为10-8cm （Δx ）的空间内运动，这时速度的不确定量大约是 C
（A ）105cm/s （B ） 10-5cm/s （C ） 108cm/s （D ）10-8cm/s （13）设a 为任意非0常数，则与ψ 描述体系同一状态的波函数是 D （A ）ψ* （B ）ψ*ψ （C ）aψ* （D ）a *ψ
（14）对于氢原子的1s 态，电子几率密度的最大值最有可能出现在 A （A ）r →0 （B ）r =0.9a 0 （C ）r=a
0 （D ）r →∞
（15）中心力场的斯莱特(Slater)模型认为，某电子i 受到的其它电子排斥能（a.u ）为 B （A ）
σ(Z -σi ) 11
（B ）i （C ） （D ） r i r i r i r ij
（16）量子数n , l 相同的轨道称为一个亚层。亚层全充满的电子组态所产生的谱项为 A （A ）1S （B ）2S （C ）3P （D ）1D （17）如果不考虑电子排斥，He 原子基态的能量是 A
（A ）-108.8eV （B ）-79.0eV （C ）-54.4eV （D ）-27.2eV （18）不影响重叠积分S ab 的因素是 B
（A ）波函数的形式 （B ）电子数目 （C ）核间距离R （D ）轨道极大值方向
（19）与NO 分子电子结构最相似的分子是 D （A ）N 2 （B ）CO （C ）O 2 （D ）O 2+ （20）按MO 理论，F 2+中键级为 C
（A ）0.5 （B ）1 （C ）1.5 （D ）2
（21）不属于D ∞h点群的分子是 B （A ）CO 2 （B ）H 2S （C ）C 2H 2 （D ）N 2 （22） 具有C 2v 点群的分子是 D
(A) CO 2 (B) NO +2 (C) N2O (D) O 3 （23）关于NF 3分子的电子结构，不正确的说法是 C （A ）N 采用不等性sp 3杂化 （B ）分子呈三角锥形
6（C ）分子中有π4 （D ）N 上有一对孤对电子
（24）烯丙基的HMO 电子占有轨道能量分别是α+2β和α，分子的离域能为 D （A ）2β （B ）22 （C ）α+22β （D ）2(2-1) β （25）轨道对称性守恒原理中，构成能级相关图不必满足哪一条原则？ B （A ）1-1对应原则（B ）能量最低原则（C ）对称性守恒原则（D ）不相交原则 （26）按前线轨道理论，既具有电子给予体性质又具有电子接受体性质的MO 是 A
（A ）单占电子的HOMO （B ）全充满的HOMO （C ）最低空轨道LUMO （D ）最低能级轨道 （27）划分空间格子正当单位首先考虑的因素是 B
（A ）素单位 （B ）对称性最高（C ）阵点数最少 （D ）结构基元最小
（28）空间点阵可以划分为正当格子的数目为 B （A ）7 （B ）14 （C ）32 （D ）4 （29）六方ZnS 晶体的结构基元是 D
（A ）1个Zn 2+ （B ）1个S 2- (C) 1个Zn 2+和1个S 2- （D ）2个Zn 2+和2个S 2- （30）哥希密特离子半径是指离子的 C
（A ）单键半径 （B ）双键半径 （C ）离子接触半径（D ）最外电子轨道半径
三、解答题（本大题共4小题, 8+7+8+7=30分. 解答应写出文字说明与必要的证
明过程或演算步骤或示意图）
（31）试述态迭加原理，并写出计算物理量A 的平均值的计算公式。
（32）说明为什么N 2与O 2的MO 能级次序不同。
（33）试用前线轨道理论说明O 2＋N 2＝2NO 不可能是基元反应。
（34）试论证离子晶体中配位正八面体的临界半径比r +r -=0. 414。
四、计算题I （本大题共2小题, 20分）
（35）已知封闭的半径为r 的圆环中运动的自由粒子，其能级为
n 2h 2
E n =
8m π2r 2
n =0, ±1, ±2,
6
若将此能级公式近似地用于苯分子的π6离域键，取r =140pm，试求电子从基态跃迁到
第一激发态所吸收电磁波的波长。
（36）已知He 原子的第一电离能I 1=24.59eV，试计算： （1）第二电离能I 2； （2）He 原子基态的能量；
（3）在1s 轨道中两个电子的相互排斥能。
五、计算题II （本大题共2小题, 20分）
m
（37）O 3分子为V 字型结构，其中会形成大π键πn m （1）判断大π键πn 的具体型式；
（2）如果认为O 3与烯丙基的π－MO 相似，即三个
HMO
ψ1=φ1ψ2=
1
2
122+φ3
12
12
φ1-φ3)
ψ3=φ12+φ3
试画出MO 能级图及电子排布； （3）计算π键级p 12
（38）α-Fe 和γ-Fe 分别属于A 2和A 1型堆积的两种同互异型体，前者的原子半径为r =124.1pm，后者r =127.94pm。 （1）求α-Fe 的晶胞参数a ；
（2）给出γ-Fe 中正八面体空隙的分数坐标； （3）试计算α-Fe 和γ-Fe 的密度之比。
陕西师范大学2014—2015学年第一学期期末考试
化学化工学院2012级各专业
结构化学
1、学生必须用蓝色（或黑色）钢笔、圆珠笔或签字笔直接在试题卷上答题。
2、答卷前请将密封线内的项目填写清楚。 3、字迹要清楚、工整，不宜过大，以防试卷不够使用。 4、本卷共 38 大题，总分为100分。
一、填空题（本大题共10小题, 每小题1分. 请将答案填在题中横线上）
（1）海森堡不确定原理的基本关系式是 。
ˆz 为 。 （2）动量分量p z 相对应的量子力学算符p
（3）氢原子波函数ψnlm (r , θ, φ) 角度部分中包含 （4）光谱项P 中包含了种微观状态。
（5）CO 分子的基态是单重态，这表明分子中有 个未成对电子。 （6）交换积分H ab 的值一般小于0，其绝对值越大，形成的化学键越 （7）CH 2Cl 2分子所属的点群是 。
-m
（8）N 3分子中形成有两组相同的大π键，此大π键πn 是
3
（9）四方晶系中包含有简单P 和 两种点阵型式。
（10）在A 3型最密堆积中，球数:八面体空隙数:四面体空隙数＝ 。
二、选择题（本大题共20小题, 每小题1分, 共20分. 请将正确选项的字母填在
以下表格内）
（11）首次验证德布意罗假设的科学家是 C
（A ）奥本海默(Oppenheimer) （B ）塞曼(Zeemann) （C ）戴维逊-革末(Davesson-Germer) （D ）海森堡(Heisengerg)
（12）原子中的电子被束缚在限度为10-8cm （Δx ）的空间内运动，这时速度的不确定量大约是 C
（A ）105cm/s （B ） 10-5cm/s （C ） 108cm/s （D ）10-8cm/s （13）设a 为任意非0常数，则与ψ 描述体系同一状态的波函数是 D （A ）ψ* （B ）ψ*ψ （C ）aψ* （D ）a *ψ
（14）对于氢原子的1s 态，电子几率密度的最大值最有可能出现在 A （A ）r →0 （B ）r =0.9a 0 （C ）r=a
0 （D ）r →∞
（15）中心力场的斯莱特(Slater)模型认为，某电子i 受到的其它电子排斥能（a.u ）为 B （A ）
σ(Z -σi ) 11
（B ）i （C ） （D ） r i r i r i r ij
（16）量子数n , l 相同的轨道称为一个亚层。亚层全充满的电子组态所产生的谱项为 A （A ）1S （B ）2S （C ）3P （D ）1D （17）如果不考虑电子排斥，He 原子基态的能量是 A
（A ）-108.8eV （B ）-79.0eV （C ）-54.4eV （D ）-27.2eV （18）不影响重叠积分S ab 的因素是 B
（A ）波函数的形式 （B ）电子数目 （C ）核间距离R （D ）轨道极大值方向
（19）与NO 分子电子结构最相似的分子是 D （A ）N 2 （B ）CO （C ）O 2 （D ）O 2+ （20）按MO 理论，F 2+中键级为 C
（A ）0.5 （B ）1 （C ）1.5 （D ）2
（21）不属于D ∞h点群的分子是 B （A ）CO 2 （B ）H 2S （C ）C 2H 2 （D ）N 2 （22） 具有C 2v 点群的分子是 D
(A) CO 2 (B) NO +2 (C) N2O (D) O 3 （23）关于NF 3分子的电子结构，不正确的说法是 C （A ）N 采用不等性sp 3杂化 （B ）分子呈三角锥形
6（C ）分子中有π4 （D ）N 上有一对孤对电子
（24）烯丙基的HMO 电子占有轨道能量分别是α+2β和α，分子的离域能为 D （A ）2β （B ）22 （C ）α+22β （D ）2(2-1) β （25）轨道对称性守恒原理中，构成能级相关图不必满足哪一条原则？ B （A ）1-1对应原则（B ）能量最低原则（C ）对称性守恒原则（D ）不相交原则 （26）按前线轨道理论，既具有电子给予体性质又具有电子接受体性质的MO 是 A
（A ）单占电子的HOMO （B ）全充满的HOMO （C ）最低空轨道LUMO （D ）最低能级轨道 （27）划分空间格子正当单位首先考虑的因素是 B
（A ）素单位 （B ）对称性最高（C ）阵点数最少 （D ）结构基元最小
（28）空间点阵可以划分为正当格子的数目为 B （A ）7 （B ）14 （C ）32 （D ）4 （29）六方ZnS 晶体的结构基元是 D
（A ）1个Zn 2+ （B ）1个S 2- (C) 1个Zn 2+和1个S 2- （D ）2个Zn 2+和2个S 2- （30）哥希密特离子半径是指离子的 C
（A ）单键半径 （B ）双键半径 （C ）离子接触半径（D ）最外电子轨道半径
三、解答题（本大题共4小题, 8+7+8+7=30分. 解答应写出文字说明与必要的证
明过程或演算步骤或示意图）
（31）试述态迭加原理，并写出计算物理量A 的平均值的计算公式。
（32）说明为什么N 2与O 2的MO 能级次序不同。
（33）试用前线轨道理论说明O 2＋N 2＝2NO 不可能是基元反应。
（34）试论证离子晶体中配位正八面体的临界半径比r +r -=0. 414。
四、计算题I （本大题共2小题, 20分）
（35）已知封闭的半径为r 的圆环中运动的自由粒子，其能级为
n 2h 2
E n =
8m π2r 2
n =0, ±1, ±2,
6
若将此能级公式近似地用于苯分子的π6离域键，取r =140pm，试求电子从基态跃迁到
第一激发态所吸收电磁波的波长。
（36）已知He 原子的第一电离能I 1=24.59eV，试计算： （1）第二电离能I 2； （2）He 原子基态的能量；
（3）在1s 轨道中两个电子的相互排斥能。
五、计算题II （本大题共2小题, 20分）
m
（37）O 3分子为V 字型结构，其中会形成大π键πn m （1）判断大π键πn 的具体型式；
（2）如果认为O 3与烯丙基的π－MO 相似，即三个
HMO
ψ1=φ1ψ2=
1
2
122+φ3
12
12
φ1-φ3)
ψ3=φ12+φ3
试画出MO 能级图及电子排布； （3）计算π键级p 12
（38）α-Fe 和γ-Fe 分别属于A 2和A 1型堆积的两种同互异型体，前者的原子半径为r =124.1pm，后者r =127.94pm。 （1）求α-Fe 的晶胞参数a ；
（2）给出γ-Fe 中正八面体空隙的分数坐标； （3）试计算α-Fe 和γ-Fe 的密度之比。