結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)題

1、結(jié) 構(gòu) 化 學(xué) 習(xí) 題  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(wèn)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QSAR等；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)容有關(guān)，而且還需要查閱少量文獻(xiàn)才能完

2、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(wèn)題是復(fù)雜的，解決問(wèn)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(shuō)明二者(A) 動(dòng)量相同 (B) 動(dòng)能相同 (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)算符取作坐標(biāo)本身，動(dòng)

3、量算符應(yīng)是(以一維運(yùn)動(dòng)為例) (A) mv (B) (C) (3) 若|2d=K，利用下列哪個(gè)常數(shù)乘可以使之歸一化：(A) K (B) K2 (C) 1/(4) 丁二烯等共軛分子中電子的離域化可降低體系的能量，這與簡(jiǎn)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(zhǎng)度平方(B) 正比于勢(shì)阱長(zhǎng)度(C) 正比于量子數(shù)(5) 對(duì)于厄米算符, 下面哪種說(shuō)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) (A) 不可能測(cè)量其本征值g. (B) 不可能測(cè)量其平均值<g>. (C

4、) 本征值與平均值均可測(cè)量，且二者相等(7) 將幾個(gè)非簡(jiǎn)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(jiǎn)并態(tài)與非簡(jiǎn)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(guò)儀器技術(shù)的改進(jìn)來(lái)使之無(wú)限地變窄. 這種現(xiàn)象是什么原因造成的？1.4 幾率波的

5、波長(zhǎng)與動(dòng)量成反比. 如何理解這一點(diǎn)?1.5 細(xì)菌的大小為微米量級(jí), 而病毒的大小為納米量級(jí). 試通過(guò)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(wú)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(jiǎn)并本征函數(shù)相互正交. 簡(jiǎn)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1與2不正交，可以造出與1正交的新函數(shù)22=2+c1 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(wú)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(wú)限深勢(shì)阱中粒子波函數(shù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目隨

6、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): (1) ex (2) e2x (3) 5sinx (4) sinx+cosx (5)x3. 求出本征函數(shù)的本征值.1.11 對(duì)于三維無(wú)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(jiǎn)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(wèn)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(guò)，借用無(wú)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

7、的窄能隙（<3eV）在納米顆粒中會(huì)變寬, 甚至連納米Ag也會(huì)成為絕緣體?  第二章 原子結(jié)構(gòu)2.1 選擇題(1) 對(duì)s、p、d、f 原子軌道進(jìn)行反演操作，可以看出它們的對(duì)稱性分別是(A) u, g, u, g (B) g, u, g, u (C) g, g, g, g(2) H原子的電離能為13.6 eV, He+的電離能為 (A) 13.6 eV (B) 54.4 eV (C) 27.2 eV(3) 原子的軌道角動(dòng)量絕對(duì)值為(A) l（l+1）2 (B) (C) l(4) p2組態(tài)的原子光譜項(xiàng)為(A) 1D、3P、1S (B) 3D、1P、3S (C) 3D、3P、

8、1D(5) Hund規(guī)則適用于下列哪種情況(A) 求出激發(fā)組態(tài)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d®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) 2P3/2 (B) 2P1/2 (C) 2P02.2 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正負(fù)(4) 徑向密度函數(shù)與徑向分布函數(shù)

9、(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（AO）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

10、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(lái)的C2倍.2.4 (1) 計(jì)算節(jié)面對(duì)應(yīng)的;(2) 計(jì)算極大值對(duì)應(yīng)的;(3) 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(lái)說(shuō)明二者的相似與相異.        2.5 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<V>, 驗(yàn)證下列關(guān)系: <V> = 2E= -2&

11、lt;T>此即量子力學(xué)維里定理,適用于庫(kù)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.2.6 R. Mulliken用原子中電子的電離能與電子親合能的平均值來(lái)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HOMO與LUMO之間的能隙應(yīng)當(dāng)較大還是較??？2.8 將2p+1與2p-1線性組

12、合得到的2px與2py, 是否還有確定的能量和軌道角動(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(chǎng)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 Ni2+的電子組態(tài)為d8, 試用ML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1D<3P<1G<1S, 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(wú)關(guān), 而pn組態(tài)產(chǎn)生的譜項(xiàng), 其宇稱與電子數(shù)n

13、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原理適用于玻色子和費(fèi)米子, 為什么說(shuō)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) 更低 (C) 相等(2) N2、O2、F2的鍵長(zhǎng)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(shuō)法是正確的(A) 原子軌道

14、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O2+ , O2 , O2- , O22-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, 1.0 2.0(6) 下列哪些分子或分子離子具有順磁性(A) O2、NO (B) N2、F2 (C) O22+、NO+2 (7) B2和C2中的共價(jià)鍵分別是（A）1+1，+ （B）+，1+1 （C）+,3.2 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

15、, 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, 而不直接用原子軌道上的電子云疊加來(lái)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(shuō)法對(duì)不對(duì)? 為什么?3.5 一般地說(shuō), 鍵要比鍵弱一些. 但在任何情況下都是如此嗎? 請(qǐng)舉實(shí)例來(lái)說(shuō)明.3.6 N2作為配位體形成配合物時(shí), 通常以2g電子對(duì)去進(jìn)行端基配位(即N º N®), 而不以1u電子對(duì)去進(jìn)行側(cè)基配位。主要原因是什么？3.7 “

16、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(guò)“磁化”的水會(huì)有什么特殊功能嗎？3.8 O2- 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, 引起腫瘤、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(guò)多的O2-是通過(guò)什么來(lái)清除的? 試查閱文獻(xiàn)了解其研究動(dòng)態(tài), 并回答問(wèn)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(guò)全球信息網(wǎng)(WWW)了解其最新研究動(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)

17、觀察、和分子軌道，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(lái)自什么樣的原子? 為什么? 3.13 地球的年齡約為46億年, 但大氣中的O2卻主要是有了生物的光合作用后才積累起來(lái)的. 試查閱文獻(xiàn), 了解氧和臭氧在地球上的積累過(guò)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(lái)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(lái)大規(guī)模地制取

18、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(jiǎn)單, 但它們?cè)谧匀唤缰械淖饔脜s不是無(wú)關(guān)緊要的. 試論述: 在環(huán)境與生態(tài)問(wèn)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?3.16 自由狀態(tài)的CO鍵長(zhǎng)為112.9pm. 在配合物Ni(CO)4中, CO鍵長(zhǎng)增加為115pm且振動(dòng)頻率下降. Ni-C鍵長(zhǎng)為182pm, 比一般估計(jì)的鍵(192 pm)要短. 綜合這些現(xiàn)象, 可以說(shuō)明什么問(wèn)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D2d點(diǎn)群，表明它有(A) 兩個(gè)小鍵 (B

19、) 一個(gè) (C) 兩個(gè)(2) C60、NH3、立方烷的分子點(diǎn)群分別是(A) C1、C2、C3 (B) D2、C4v、Td (C) Ih、C3v、Oh(3) 下列哪種說(shuō)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(wú)旋光性(B) 含C*的分子必定都有旋光性，不含C*的分子必定都無(wú)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(wú)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?lè)串悩?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

20、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) Oh、Dn、Cnh (B) Ci、Td、S4 (C) Cn、Cnv 、Cs(7) 非極性分子的判據(jù)之一是(A) 所有對(duì)稱元素交于唯一一點(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) 丙二烯 (B) 六螺環(huán)烴 (C) C60(9) Co（NH3）4（H2O）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

21、實(shí)對(duì)稱操作的集合(11) 群中的某些元素若可以通過(guò)相似變換聯(lián)系起來(lái)，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B1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 PCl5氣體是分子化合物，其固體是PCl4+、 PCl6-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: I3- ICl3 IF5 PCl3 PCl3F2 PF5 SCl2

22、SF4 SF6 SnCl2XeF4 XeO4 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(wèn)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(lái)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C60所屬的Ih點(diǎn)群的特征標(biāo)表，判斷C60分子軌道可能的簡(jiǎn)并度和最高簡(jiǎn)并度(可能的而不是必然的).試用某種簡(jiǎn)單的量子化學(xué)軟件(如HyperChem)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證你的判斷,并觀察C60的HOMO與LUMO簡(jiǎn)并度分別為多少?4.6 c

23、is-PdCl2(NH3)2和trans-PdCl2(NH3)2都是平面四方型結(jié)構(gòu). (1)若將NH3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-1之間, 如何由振動(dòng)光譜鑒別cis-與trans-異構(gòu)體?4.7 對(duì)D4h群, 求出直積A2gB1g和Eu2, 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

24、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xy的兩種操作等效于通過(guò)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理論判斷，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) 共軛有機(jī)分子的哪種原子上易發(fā)生游離基反應(yīng)：(A) 較大者 (B) F較大者 (C) 任意原子(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

25、) m和C2(4) 分子的下列哪些性質(zhì)必須用離域分子軌道來(lái)描述(A) 電子能譜、電子光譜(B) 偶極矩、電荷密度 (C) 鍵長(zhǎng)、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(shuō)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-NH3時(shí)， 是BF3還是NH3的構(gòu)型變化大？為什么？B-F鍵長(zhǎng)和N-H鍵長(zhǎng)哪一種變化大？變長(zhǎng)還是變短了？為什么？5.4 由下列HMO行列式反推出共軛分子的骨架      5.5 三亞甲基甲基有四個(gè)大分子軌道，按能級(jí)由高到低排列如下, 中心C原子編號(hào)為4.先說(shuō)明：計(jì)算

26、中心C原子的鍵級(jí)時(shí)，只需要哪個(gè)或哪些大分子軌道？為什么？然后計(jì)算中心C原子的鍵級(jí).        5.6 用SHMO法求環(huán)丙烯基C3H3. 的離域鍵分子軌道(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原子的電子密度、鍵級(jí)和自由價(jià)，畫出分子圖 . 5.7 對(duì)V型的烯丙基CH2=CH-CH2. (注意: 不要與丙烯基CH3-CH=CH. 混淆)作SHMO計(jì)算,并與環(huán)丙烯基的離域軌道能級(jí)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 若將烯丙基CH2=CH-CH2.的C依此編號(hào),

27、 有人說(shuō)，即使不作任何理論計(jì)算，也可知烯丙基沒有形式的型分子軌道，這是真的嗎？為什么？5.9 用SHMO法計(jì)算四次甲基乙烷的離域鍵分子軌道、鍵級(jí)和自旋多重度. （1）預(yù)測(cè)它是否可能具有順磁性；（2）畫出所有離域鍵分子軌道的圖形，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Hückel行列式; (2) 求解過(guò)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), HOMO與LUMO分別如下:     試判斷, 環(huán)丁二烯受熱二聚是以內(nèi)型方式(左下)還是外型方式(右下)反應(yīng):&

28、#160;   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)焓通常與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得相當(dāng)好. CH3CHO + C2H6 ® CH3COCH3 + CH4試說(shuō)明這類反應(yīng)有什么特點(diǎn), 再查閱有關(guān)的鍵焓數(shù)據(jù), 估算其反應(yīng)焓, 與實(shí)驗(yàn)值H=-41.42kJ mol-1相比較. 5.12 氯代芳烴對(duì)水生生物的急性毒性與其HOMO關(guān)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HOMO能量. 試推測(cè): 在引起中毒的過(guò)程中，電子是從氯代芳烴流向了生物體？還是相反？（應(yīng)當(dāng)說(shuō)明

29、, 這只是作為一個(gè)簡(jiǎn)單的練習(xí). 在科研中，要得到這種結(jié)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 VSEPR理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(guò)全球信息網(wǎng)（WWW）了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(guò)分子中點(diǎn)的C2軸在（ ）旋過(guò)程中會(huì)消失，而鏡面在（ ）旋過(guò)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(guò)程中必須始終不消失。將分子軌道關(guān)聯(lián)起來(lái)時(shí)，應(yīng)使S與（

30、）相連、A與（ ）相連（且相關(guān)軌道能量相近）；如果這些連線需要交叉，則一條S-S連線只能與另一條（ ）連線相交，一條A-A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) 著名的綠寶石綠柱石，屬于六方晶系。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

31、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(jiǎn)單和四方體心 (B) 四方體心和四方簡(jiǎn)單 (C) 四方簡(jiǎn)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(wú)限多個(gè)點(diǎn). (C)

32、 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(shuō)法是錯(cuò)誤的： (A) 屬于同一晶系的晶體，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，可能分別屬于不同的晶系 (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(jiǎn)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(jiǎn)單點(diǎn)陣.(12) 六方

33、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) =90o，=120o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) 劃分正當(dāng)晶格的第一條標(biāo)準(zhǔn)是 (A) 平行六面體 (B) 盡可能高的對(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, 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(jiǎn)單. (C) 點(diǎn)陣型式不同.(17) 當(dāng)勞厄方程被滿足

34、時(shí), 空間點(diǎn)陣中被平移群Tmnp=ma+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 (A) mh+nk+pl (B) m+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=nk*, 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3×4, 而立方晶系的特征對(duì)稱要素卻規(guī)定為沿體對(duì)角線的4×3 . 為什么? 試舉例說(shuō)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

35、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(shuō)在一個(gè)平面點(diǎn)陣中素格子的的取法有無(wú)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(lái), 逐一檢查它們?yōu)槭裁床荒鼙蛔鳛椴祭S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)a與s的夾角為時(shí), 相應(yīng)的衍射圓錐為2; 然而用Bragg方程解釋多晶衍射時(shí), 若衍射角為, 相應(yīng)的衍射圓錐卻為4. 為什么?6.11 在多晶衍射

36、法中, 當(dāng)樣品轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 計(jì)數(shù)器為什么要轉(zhuǎn)動(dòng)2?6.12 舉例說(shuō)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CaF2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)產(chǎn)生一級(jí)衍射, 萃取出的中子能量是多大?6.15 對(duì)某立方晶系A(chǔ)B型金屬氧化物，用波長(zhǎng)為=154.18pm的X射線得到粉末衍射圖, 各衍射線的角如下表. 線號(hào)(度)sin2h2+k2+l22/(4a2)118488   221472&#

37、160;  331180   437373   539343   647045   752903   854930   (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表達(dá)式。請(qǐng)說(shuō)明: 除系統(tǒng)

38、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=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(zhǎng)應(yīng)當(dāng)更長(zhǎng)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

39、列哪一式成立:            (A) n+/n-=Z-/Z+=CN-/CN+ (B) n-/n+=Z-/Z+=CN-/CN+ (C) n+/n-=Z-/Z+=CN+/CN-(3) 馬德隆(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(zhǎng)(4) Ge晶體(A4，即金剛石結(jié)構(gòu))的空間利用率(堆積

40、系數(shù))小于W晶體(A2), 它們的晶 胞中的原子數(shù)目是 (A) Ge<W (B) Ge>W (C) Ge=W(5) NaCl與CaF2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CN+/CN-: (A) CsCl (B) NaCl (C) 六方ZnS(7) 對(duì)于CaF2晶體,“簡(jiǎn)單立方”一詞描述的是它的 (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

41、=b=320pm(1 pm =10 -12 m). 計(jì)算晶胞高度c和晶體密度.7.3 Ag晶體為A1堆積, 晶體密度=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.7.5 LiH晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型, 晶胞常數(shù)a=408pm, 計(jì)算晶格能.7.6 UO晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型, 鍵長(zhǎng)為246 pm, 計(jì)算Avogadro常數(shù)NA.7.7 TlI晶體中離子鍵長(zhǎng)為381pm, 離子半徑比r+/r-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)：

42、0;       (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)基元晶胞中結(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)NA=6.022

43、80;1023mol-1. 試計(jì)算晶體密度為多大？7.9 無(wú)色立方晶體HgF2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(shuō)這種晶體可同時(shí)抽象出兩種點(diǎn)陣立方面心和立方簡(jiǎn)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=8.95, 試計(jì)算晶胞參數(shù)a為多少pm .(4) 選擇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(zhǎng).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

44、合物的晶格能的貢獻(xiàn)差不多，可用離子的“能量常數(shù)”表征. 每一單位的能量常數(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× nii ni為化學(xué)式中第i種離子的數(shù)目.(1)   Na+、Ca2+、Mg2+、F-、O2-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的晶格能;(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

45、過(guò)渡. 這對(duì)鍵長(zhǎng)、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(jiǎn)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屬?gòu)椈捎惺裁床煌?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(zhǎng)程無(wú)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(jiǎn)要敘述硫?qū)俨Ａе袚Q價(jià)對(duì)（VAP）的形成過(guò)程.8.7 準(zhǔn)晶態(tài)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么? 與非晶態(tài)有什么不同? 8.8 試用Penrose的“瘦菱形”和 “胖菱形”, 在計(jì)算

46、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(shuō)明如何以鈣鈦礦(CaTiO3)型結(jié)構(gòu)為基本單元，通過(guò)原子的空缺、置換、位移變形、堆疊組合等形成YBa2Cu3O7-x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

47、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) 紅外譜圖中波數(shù)大于1500cm-1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

48、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; SO2分子的情況與CO2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

49、 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(zhǎng)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(guò)互聯(lián)網(wǎng)(例如/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 H35Cl與它的同位素取代產(chǎn)物H37Cl具有相同的De , 是否也有相同的D0 ? 如果不同的話, 哪一種分子的D0

50、較大? 為什么？ 9.8 H35Cl的紅外振動(dòng)基頻0=8.667´1013Hz. (1)計(jì)算其零點(diǎn)能和力常數(shù); (2)H37Cl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3600cm-1處. 若用D取代H, O-D的振動(dòng)吸收帶將移向何處? (計(jì)算時(shí)可以忽略苯環(huán)).9.10 測(cè)得氧的三種振動(dòng)吸收帶為1097、1580、1865cm-1, 它們可能由氧分子及其正、負(fù)離子產(chǎn)生. 試判斷: O2+產(chǎn)生的可能是哪一種吸收帶, 并說(shuō)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(shuō)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，

51、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(shuō)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?

52、(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 下面有兩種溴代烷烴，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(chǎng)或較高場(chǎng) 峰面積之比 自旋裂分多重峰CHBr2-CH2Br CH3-CH2 Br 9.16 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HyperChem的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).       試

53、對(duì)譜線進(jìn)行歸屬. 9.17 什么是Koopmans定理？該定理隱含的前提是什么？由該定理給出的價(jià)層電離勢(shì)的誤差通常有多大？9.18 如何從紫外光電子能譜來(lái)區(qū)別分子軌道的成鍵與反鍵性質(zhì)? 其理論依據(jù)是什么? 9.19 當(dāng)分子中的電子被激發(fā)或電離時(shí), 如果分子勢(shì)能曲線的平衡核間距增加, 勢(shì)阱變淺, 說(shuō)明激發(fā)或電離的是什么電子? 分子勢(shì)能曲線的平衡核間距改變與垂直躍遷是否矛盾? 第十章 結(jié)構(gòu)信息的采掘與QSAR10.1 電負(fù)性是化學(xué)家常用的一種鍵參數(shù). 試舉一些實(shí)例說(shuō)明它的用途或可能的用途.10.2 直鏈飽和烴的沸點(diǎn)隨C原子數(shù)N增加而增加, 對(duì)此已得到許多種關(guān)系式. 在N=1100之間時(shí),

54、 下列函數(shù)有相當(dāng)高的精度(其中bp以K為單位):lg(1078-bp)=3.0319-0.04999N2/3試用Excel電子表格計(jì)算N=1100的bp, 并查閱實(shí)驗(yàn)值, 計(jì)算出二者之差.10.3 試查閱30種烷烴化合物(不僅是直鏈烷烴)的沸點(diǎn), 利用任何合適的統(tǒng)計(jì)程序?qū)τ贑原子數(shù)和甲基數(shù)作二元線性回歸, 并輸出方差分析表.10.4 Wiener指數(shù)W是一種基于距離矩陣D的拓?fù)渲笖?shù). 它的許多改進(jìn)型被用于飽和烴熱力學(xué)性質(zhì)等研究. W的求法是: 畫出飽和烴的隱氫圖, 將兩個(gè)C原子i與j之間最短通路上的鍵數(shù)定義為這兩個(gè)C原子之間的距離dij, 以dij為矩陣元構(gòu)成距離矩陣D, 其上三角矩陣元之和即

55、為W. 試寫出辛烷的D并計(jì)算W.10.5 電荷-半徑比是一種廣為應(yīng)用的鍵參數(shù), 它有幾種不同的定義, 其中一種是元素的價(jià)電子數(shù)與共價(jià)半徑之比z/rcov. (1)    試計(jì)算主族元素的z/rcov.(2)    以z/rcov對(duì)Pauling電負(fù)性P作圖, 觀察二者是否有近似的平行關(guān)系.(3)    P與元素的金屬性有關(guān). 那么, z/rcov與金屬性是否有某種關(guān)系?10.6 納米碳管儲(chǔ)氫的研究已被國(guó)際能源協(xié)會(huì)（IEA）列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目. 試通過(guò)全球信息網(wǎng)（WWW）查詢這種技術(shù)的最新進(jìn)展.10.7 19

56、73年, 由四硫代富瓦烯TTF為給體, 四氰代對(duì)二亞甲基苯醌TCNQ為受體, 合成有機(jī)導(dǎo)體TTF-TCNQ, 開創(chuàng)了分子導(dǎo)體的研究. 試用某種簡(jiǎn)單的量子化學(xué)程序計(jì)算它們的HOMO與LUMO.  10.8 Mooser-Pearson關(guān)系式ne/na + Na - Nc = 8可用于預(yù)測(cè)半導(dǎo)體. 式中, ne是化學(xué)式單位的價(jià)電子數(shù), na是化學(xué)式單位的陰離子數(shù), 從化學(xué)式得到; Na是每個(gè)陰離子的陰離子-陰離子鍵平均數(shù), Nc是各個(gè)陽(yáng)離子的陽(yáng)離子-陽(yáng)離子鍵平均數(shù), 需從晶體結(jié)構(gòu)得到. 試查閱下列化合物的晶體結(jié)構(gòu), 用Mooser-Pearson關(guān)系式檢驗(yàn)?zāi)男┦前雽?dǎo)體:Ge As Se GaAs InAs NaCl 立方ZnS C