结 构 化 学 习 题 李炳瑞(3)

2019-03-09 15:20

B-F键长和N-H键长哪一种变化大?变长还是变短了?为什么? 5.4 由下列HMO行列式反推出共轭分子的骨架

?x?1??0??0?1???01x100001x100001x101001x10??0?0???00?1??x??5.5 三亚甲基甲基有四个大π分子轨道,按能级由高到低排列如下, 中心C原子编号为4.先说明:计算中心C原子的π键级时,只需要哪个或哪些大π分子轨道?为什么?然后计算中心C原子的π键级.

11 ?4?(?1??2??3)??462

?1??2?3??1612(2?1??2??3)(?2??3)16(?1??2??3)?12?45.6 用SHMO法求环丙烯基C3H3. 的离域π键分子轨道(注意利用对称性)并画

出图形, 观察轨道节面数目和分布特点; 计算C原子的π电子密度、π键级和自由价,画出分子图 .

5.7 对V型的烯丙基CH2=CH-CH2. (注意: 不要与丙烯基CH3-CH=CH. 混淆)作

SHMO计算,并与环丙烯基的离域π轨道能级进行比较, 看这两种分子的能级分布各有什么特点.

5.8 若将烯丙基CH2=CH-CH2.的C依此编号, 有人说,即使不作任何理论计算,

也可知烯丙基没有吗?为什么?

5.9 用SHMO法计算四次甲基乙烷的离域π键分子轨道、π键级和自旋多重度.

(1)预测它是否可能具有顺磁性;(2)画出所有离域π键分子轨道的图形,借助于分子点群特征标表,确定每一个轨道属于哪种不可约表示.

??12(?1?2?2??3)形式的π型分子轨道,这是真的

计算时注意: (1) 用什么方法展开Hückel行列式; (2) 求解过程中如何充分利用分子的对称性.

5.10 假设环丁二烯为平面四方结构, HOMO与LUMO分别如下:

试判断, 环丁二烯受热二聚是以内型方式(左下)还是外型方式(右下)反应:

5.11 下列反应是某种特殊反应的一例, 计算的反应焓通常与实验结果符合得相

当好.

CH3CHO + C2H6 ? CH3COCH3 + CH4

试说明这类反应有什么特点, 再查阅有关的键焓数据, 估算其反应焓, 与实验值ΔH=-41.42kJ mol-1相比较.

5.12 氯代芳烃对水生生物的急性毒性与其HOMO关系密切, 已知毒性顺序是

1,2,4-三氯苯>1,2,3-三氯苯>氯苯. 如果有条件, 用某种量子化学软件计算这三种化合物的HOMO能量. 试推测: 在引起中毒的过程中,电子是从氯代芳烃流向了生物体?还是相反?(应当说明, 这只是作为一个简单的练习. 在科研中,要得到这种结论通常需要有一系列化合物,而不能只用少数几种).

5.13 8-N法则的适用范围是什么?它在哪些情况下可能会失效? 5.14 VSEPR理论的适用范围是什么?它在哪些情况下可能会失效? 5.15 离域分子轨道为什么可以“定域化”?什么样的分子轨道不能被定域化? 5.16 通过全球信息网(WWW)了解球烯包合物和树状大分子的最新研究动态. 5.17 填空(6分):

在丁二烯的电环化反应中,通过分子中点的C2轴在( )旋过程中会消失,而镜面在( )旋过程中会消失。作为对称性分类依据的对称元

素,在反应过程中必须始终不消失。将分子轨道关联起来时,应使S与( )相连、A与( )相连(且相关轨道能量相近);如果这些连线需要交叉,则一条S-S连线只能与另一条( )连线相交,一条A-A连线只能与另一条( )连线相交。

第六章晶体的点阵结构与X射线衍射法

6.1 选择题

(1) 晶体等于:

(A) 晶胞+点阵 (B) 特征对称要素+结构基元 (C) 结构基元+点阵

(2) 著名的绿宝石——绿柱石,属于六方晶系。这意味着 (A) 它的特征对称元素是六次对称轴 (B) 它的正当空间格子是六棱柱

(C) 它的正当空间格子是六个顶点连成的正八面体 (3) 下列哪两种晶体具有不同的点阵型式:

(A) NaCl与CsCl (B) NaCl与CaF2 (C) NaCl与立方ZnS

(4) 布拉维格子不包含“四方底心”和 “四方面心”,是因为它们其实分别是:

(A) 四方简单和四方体心 (B) 四方体心和四方简单 (C) 四方简

单和立方面心

(5) 某晶面与晶轴x、y、z轴相截, 截数分别为4、2、1,其晶面指标是 (A) (124) (B) (421) (C) (1/4,1/2,1)

(6) 下列哪种性质是晶态物质所特有的:

(A) 均匀性 (B) 各向异性 (C) 旋光性

(7) 与结构基元相对应的是:

(A) 点阵点 (B) 素向量 (C) 复格子

(8) 点阵是:

(A) 有规律地排布的一组点.

(B) 按连接其中任意两点的向量平移而能复原的无限多个点. (C) 只沿特定方向平移而能复原的有限数目的点. (9) 下列哪一种说法是错误的:

(A) 属于同一晶系的晶体,可能分别属于不同的晶体学点群

(B) 属于同一晶体学点群的晶体,可能分别属于不同的晶系 (C) 属于同一晶体学点群的晶体,可能分别属于不同的空间群 (10) 在某立方晶体的X衍射粉末图上发现,h+k+l=奇数的衍射产生了系统

消光,这种晶体具有下列哪种点阵?

(A) 立方体心 (B) 立方简单 (C)立方面心

(11) “CsCl型晶体的点阵为立方体心点阵”这一表述 (A) 正确.

(B) 不正确, 因为立方体心不是一种点阵.

(C) 不正确, 因为CsCl型晶体的点阵为立方简单点阵. (12) 六方晶胞的形状是 (A) 六棱柱 (B) 六个顶点的封闭凸多面体 (C) α=β=90o,γ=120o的平行六面体 (13) 空间格子共有多少种形状和形式:

(A) 8, 32 (B) 7, 14 (C) 4, 5 (14) 划分正当晶格的第一条标准是

(A) 平行六面体 (B) 尽可能高的对称性 (C) 尽可能少的点阵点

(15) 空间格子中, 顶点、棱心、面心对格子的贡献分别为

(A) 1/8, 1/4, 1/2 (B) 1, 1, 1 (C) 1, 1/2, 1/4

(16) 金刚石与立方硫化锌 (A) 点阵型式都是立方面心.

(B) 点阵型式都是立方简单. (C) 点阵型式不同.

(17) 当劳厄方程被满足时, 空间点阵中被平移群Tmnp=ma+nb+pc所概括的任意两点阵点

之间的波程差的波数为

(A) mh+nk+pl (B) m+n+p (C) h+k+l (18) 晶面作为等程面的条件是: (A) h=nh*, k=nk*, l=nl* (n为整数) (B) h=mh*, k=nk*, l=pl* (m、n、p为整数) (C) h=rh*, k=sk*, l=tl* (r、s、t为分数)

6.2 几何学中的正方体必然有3×4, 而立方晶系的特征对称要素却规定为沿体

对角线的4×3 . 为什么? 试举例说明. 6.3 写出立方ZnS晶胞中离子的分数坐标.

6.4 为什么在分子中使用映轴,而在晶体中使用反轴?

6.5 分子的点群与该分子所形成的晶体的点群,是否总是保持一致? 6.6 为什么说在一个平面点阵中素格子的的取法有无限多种而面积相同? 6.7 结构基元和晶胞有什么不同? 它们分别对应于点阵的什么内容?

6.8 在14种布拉维格子之外, 将你所能想到的更多的格子型式画出来, 逐一检

查它们为什么不能被作为布拉维格子.

6.9 Laue方程中的衍射指标和Bragg方程中的衍射级数分别具有什么样的物理

意义?

6.10 在Laue方程中,当a与s的夹角为α时, 相应的衍射圆锥为2α; 然而用

Bragg方程解释多晶衍射时, 若衍射角为θ, 相应的衍射圆锥却为4θ. 为什么?

6.11 在多晶衍射法中, 当样品转动θ时, 计数器为什么要转动2θ?

6.12 举例说明: 两个不同的点阵点之间必然有几何距离, 但对X光的衍射却不

一定有波程差.

6.13 试计算CaF2晶体的结构因子.

6.14 晶体是理想的中子单色器, 可以从反应堆释出的中子束萃取单一能量的中

子. 如果入射中子束与一族晶面距为110pm的晶面成30o时产生一级衍射,


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