《量子力学基础和原子、分子及晶体结构》习题和思考题(2)

2018-11-18 21:38

n2h229. 如果苯环周长为6a(a为C—C键长),?电子的轨道能量可近似地表示为En?,试按一维势28ml箱模型计算苯中?電子的总能量。

30. 用HMO法求出环丙烯基的?轨道波函数和轨道能,并做出环丙烯基正离子的分子图。 31. 列出下列分子的对称元素:

(a)

H3CHCCCH3H

(b)H3NH3NClCoNH3BrNH3(c)ClBClCl(d)1200enClCoClen

32. 找出反式丁二烯分子的对称元素和对称操作,并建立其对称操作的乘积表。 33. 确定下列分子所属分子点群:

(a)CH2Cl2(b)船式环己烷N(c)N N(d)N(h)CBr4(e)CO2(f)OCS(g)B2H6(i)SF6Cl(j)HClC = C = CHCl(k)OPClCl

(l)SOClCl

34. 应用C2?群的特征标表,由每个碳原子的pz轨道构造链式C3体系?轨道的SALC,并比较轨道能的

相对大小。

第三部分:《晶体结构》思考题与习题

1. 在空间点阵中,是否一定能够选出素单位(不论平行六面体的形状如何)?立方面心点阵能否选出?

怎样选出?

2. 根据划分点阵正当单位的基本原则,论证平面点阵的四种类型中只有矩阵单位有带心和不带心的两种型式,而其他均无带心的型式。

3. 以二维图形为例,论证非并置堆砌不符合平移群的要求。

4. 点阵结构与晶体有何对应关系?空间格子与晶体是对应关系还是同一回事? 5. 为什么有立方面心,而无四方面心点阵型式?

6. 用晶体结构的能带理论解释导体、半导体和绝缘体的区别。

7. 金属键和共价键中离域电子有何本质不同?试用费米能级解释之。

6

8. 金属固溶体和金属化合物有何区别与联系?

9. 离子晶体有几种基本结构型式?分别与堆积结构有何联系?

10. 什么是结晶化学定律?试举例说明结晶化学定律所闡述的具体内容。

11. 泡令规则包含哪些内容?怎样用泡令规则说明硅酸盐晶体结构的特征和硅氧骨干的型式?

12. 对于同一离子晶体,马德隆常数的数值有时为何不同?由此可知,利用该常数进行计算时,应该注意什么?

13. 已知R4NOH是强碱,而R3NHOH和氨水是弱碱。试用氢键理论讨论之。 14. 衍射指标与晶面指标有何区别与联系?

15. 如下图所示,对于层形石墨分子形成的二维晶体,其结构基元除了图中的选法外,还可怎样选择?各种选法所得的结构基元中都包含几个C?几个C—C键?

BbbaBbO(a)aA(b)OaA(c)

16. 根据群的性质,证明二维点阵符合平移群:Tmn?ma?nb的要求。 17. NaCl晶胞如图所示,试计算晶胞中Na+、Cl-数和NaCl粒子数;

并推求出带阴影的三个晶面的晶面指标。

18. 所谓晶面交角就是二晶面的法线交成的锐角。已知黄铁矿(FeS2,即“愚人金”)属立方晶系,试作图(取c与纸面垂直)示出其晶面(100)、(010)、(110)、(210)的取向,并由图计算出各晶面间相应的晶面交角。

19 利用立方体图形计算CH4正四面体结构中C—H键的夹角是109o28′。

20. 试用三角函数的方法证明由于点阵结构的制约,晶体结构中不存在5、7 及更高次轴。 21. 根据正当晶胞的要求,绘图证明十四种空间点阵型式中有正交底心,而无四方底心和立方底心型式。 22. 举例说明点群的国际符号的意义;用国际符号确定出属于Oh和Td点群的晶系的所有对称元素。 23. 试计算六方最密堆积(A3型)中长短轴之比。 24. 试计算立方体心密堆积(A2型)的空间利用率。

25. 试证明配位数、离子半径比和构型之间存在的下述关系:

7

R+/R- 0.155—0.225 0.225—0.414 0.414—0.732 配 位 数 3 4 6 构 型 正三角形 正四面体 正八面体 26. 利用晶体结构的能带理论解释金刚石和石墨性质的不同。 27. 绘图指出金红石(TiO2)晶体中的42螺旋轴。 28. 已知如下有关数据(单位kcal/mol):

?HKCl(生成)??104,?HK(升华)?20?HCl(分解)?58,IK?100,YCl??882

试用玻恩-哈伯循环法求KCl的点阵能。

29. 已知KCl晶体属NaCl型,晶胞常数a = 6.28 ?,求KCl晶体的点阵能,与上法计算结果比较。 30. 为什么H2O在常温下为液体,且在4℃时密度最大?而H2S的分子结构与H2O类似,且H2S的分子量还更大些,为什么却表现为气体?

(hkl)31. 对直线点阵与晶面组垂直的情况,推证出布拉格方程。

32. 晶胞二要素是什么?X-射线在晶体中衍射的二要素是什么?二者有何联系?分别通过什么方程或公

式联系了起来?并解释之。

33. Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au等金属都属于立方面心结构。试证明它们对于X-射线的衍射,只有当衍射指标hkl都是奇数或都是偶数时,衍射才能出现;而当hkl为奇偶混杂时,则衍射不能出现。 34. 在简单立方晶胞中,原子的坐标(以a为单位)为(000)、(010)、(001)、(011)、(100)(110)、(101)和(111),按照所有原子相同的情况计算结构因子F(hkl);并讨论其与散射因子f的关系。

??? 8


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