是反键电子,能量较高,所以激发能高,即基态CO的第一电离能比NO分子的第一电离能高。 二、选择题
1111?1、H2的Schrodinger方程是[??2???]??E?,式中已采用了下列哪
2rarbR种近似?
a. 单电子近似 b. 原子单位 c. 定核近似 d. 中心力场近似
2、下列对分子轨道概念叙述正确的是:
a. 描述单个电子在空间运动的状态函数 b. 分子中单个电子在空间运动的状态函数 c. 由同种原子轨道线性组合而成的新轨道 d. 分子中电子在空间运动的状态函数 3、下列分子可能具有单电子?键的是:
????a. N2 b. C2 c. B2 d. O2
4、氢分子的基态波函数是:
a. 单重态 b. 三重态 c. 二重态 d. 多重态
答案
1、c. 2、b. 3、c. 4、a. 三、计算题
~=21.18, 42.38, 63.54, 84.72, 105.91cm-1,试求其转动1、H35Cl的远红外光谱线?惯量及核间距。
解:由于相邻谱线之间间隔为21.18 cm-1,可得: B? I? ??21.18?10.59cm?1 2h?2.643?10?40g?cm2 28?cBm1m21?35??1.6267?10?24g 23m1?m2(1?35)?6.02?10 r?I??127.5pm?1.275?
1216CO的核间距为112.83pm,2、计算其纯转动光谱前4条谱线所应具有的波数。
解:12C16O的折合质量为:
12?1610?3?26??1.1385?10kg ??2312?166.02?10因而其转动常数为:
B?h8??rc22
6.6262?10?34J?s? 8?2?1.1385?10?26kg?(112.83?10?12m)2?2.9979?108m?s?1 ?1.932cm?1 第一条谱线的波数以及相邻两条谱线的波数差都是2B,所以前4条谱线的波数分别为:
~?2B?2?1.932cm?1?3.864cm?1?1~?4B?4?1.932cm?1?7.728cm?1?2~?6B?6?1.932cm?1?11.592cm?1?3~?8B?8?1.932cm?1?15.456cm?1?4
3、CO2(12C,16O)的转动惯量为7.167?10?46kg.m2 (a) 计算CO2分子中C=O键的键长
(b) 假定同位素置换不影响C=O键的键长,试计算12C,18O组成的CO2分子
的转动惯量。
解:由于CO2的质心和对称中心重合,C原子对分子转动惯量无贡献,所以;
2I12C16O?2m16O?rC?O
2rC?O?(I12C16O1622mO)1/2
7.167?10?46kg?m2?6.022?1023mol?1?()1 2?16?10?3kg?mo?l?1.161?10?10m由于假定同位素置换不改变C=O键的键长,因而有:
I12C16O?2m18O?rC2?O
22?(18?10?3kg?mol?1)?(1.161?10?10m)2? 6.022?1023mol?1?8.058?10?46kg?m2
第四章 分子对称性
一、概念及问答题 1、对称操作与点操作
能不改变物体内部任何两点间的距离而使物体复原的操作叫对称操作,对于分子等有限物体,在进行操作时,分子中至少有一点是不动的,叫做点操作 2、旋转轴和旋转操作
旋转操作是将分子绕通过其中心轴旋转一的角度使分子复原的操作,旋转依据的对称元素为旋转轴,n次旋转轴用Cn表示。 3、对称中心和反演操作
当分子有对称中心i时,从分子中任一原子至对称中心连一直线,将此线延长,必可在和对称中心等距离的另一侧找到另一相同原子。和对称中心相应的操作。叫做反演操作。 4、镜面和反映操作
镜面是平分分子的平面,在分子中除位于镜面上的原子外,其他成对地排在镜面两侧,它们通过反映操作可以复原。反映操作是使分子的每一点都反映到该点到镜面垂线的延长线上,在镜面另一侧等距离处。 5、Cn群
属于这类点群的分子,它的对称元素只有一个n次旋转轴。 6、Cnh群
属于这类点群的分子,它的对称元素只有一个n次旋转轴和垂直于此轴的镜面?h。 7、Cnv群
属于这类点群的分子,它的对称元素只有一个n次旋转轴和通过此轴的镜面
?v。
8、Dnh群
在Cn群中加入一垂直于Cn轴的C2轴,则在垂直于Cn轴的平面内必有n个C2轴得Dn群,在此基础上有一个垂直于Cn轴的镜面?h,得Dnh群。 9、在C3V点群中增加?h能得到另外的什么群?
得到D3h群。根据组合原理两个夹角为?的对称面的交线必为一其转角为2?的对称轴,C3V中有三个?v面,?v与?h之间为90度,所以必有三个C2轴垂直于C3轴,构成了D3h群。
2?10、假定CuCl4原来属于Td群,四个氯原子的标记如图所示,当出现下列情况
时,它所属点群如何变化? a. Cu?Cl1键长缩短
b. Cu?Cl1和Cu?Cl2缩短同样长度 c. Cl2?Cl1间距离缩短 答:a. C3V b. C2V c. C2V
Cl3Cl4CuCl22-Cl111、一立方体,在8个项角上放8个相同的球,如图所示,那么: a. 去掉1,2号球分子是什么点群? b. 去掉1,3号球分子是什么点群?
答:a. C2V b. C2V
142312、写出偶极矩的概念、物理意义及计算公式。
偶极矩是表示分子中电荷分布情况的物理量。分子由带正电的原子核和带负电的电子组成,对于中性分子, 负电荷数量相待,整个分子是电中性的,但正负电荷的重心可以重合,也可以不重合。正负电荷重心不重合的分子称为极性分子,它有偶极矩。偶极矩是个矢量,这里我们规定其方向是由正电重心指向负电重心,偶极矩?是正负电重心间的距离r与电荷量q的乘积。??q?r,其单位为库仑米(C?m)。分子的偶极矩可近似地由键的偶极矩按矢量加和而得。 13、一般直线型分子属于什么样的点群?直线型分子都有C?轴吗?
答:具有对称中心的直线型分子属于D?h分子点群,而没有对称中心的分子属于
C?v分子点群。无论直线型分子是否具有对称中心,当将它们绕着连接各原子的直线转动任意角度时,都能复原。因此,所有直线型分子都有C?轴,该轴与连