中国科学技术大学结构化学习题(2)

2019-04-02 14:05

5.(a)存在Sn轴时,n是何值时意味着分子存在对称面?(b) 存在Sn 轴时,n是何值时意味着分子存在对称中心?(c) Dnd群有一S2n轴,n是何值时有一对称中心?

6.分别给出下列分子的所属的点群:(a)CH4; (b) CH3F; (c) CH2F2;(d)CHF3;(e) SF6; (f) SF5Br; (g) 反式-SF4Br2; (h) CDH3。

7.给出下列各分子的点群:(a) CH2=CH2; (b) CH2=CHF; (c) CH2=CF2;(d) 顺式-CHF=CHF;(e) 反式-CHF=CHF。

8.给出下列各分子的点群:(a) 苯;(b) 氟苯;(c) 邻-二氟苯;(d)间-二氟苯;(e)对-二苯;(f)1,3,5-三氟苯;(g)1,4-二氟-2,5二溴苯;(h) 萘;(i) 2-氟萘 。

9. 给出下列各分子的点群:(a)HCN;(b) H2S;(c)CO2 ;(d)CO;(e)

C2H2;(f)CH3OH;(g)ND3;(h)OCS;(i)P4;(j)PCl3;(k)PCl5;(l)B12Cl2-12;(m)UF6;(n)Ar。

10. 给出下列者的点群:(a) FeF63-; (b) IF5; (c) CH2=C=CH2; (d) 立方

烷C8H8;(e)C6H5Cr(CO)3; (f) B2H6; (g) XeF4; (h) F2O; (i) 螺旋状戊烷。

11.二茂铁C5H5FeC5H5结构是一个铁原子夹心式地位于两个平行的正五边形

中间。对于重迭式构象,两个五边形的顶角排成一线;对于参差式构象,一个五边形相对于另外一个转动了2π/10弧度。电子衍射的结果指出气相平衡构象是重迭式,环的内旋转有非常低的势垒。(a)重迭式二茂铁和(b)参差式二茂铁各是什么点群?

12.三乙二胺钴(Ⅲ)络离子是什么点群?(每个NH2CH2CH2NH2基占据八面体配位空间的两个相邻的位置。)

13.在加、减、乘、除算术运算中,哪一种是可以结合的?

14.下面的集合何者是群?(a) 除零以外的全部有理数,结合规则是乘法。

(b)1,0,-1,结合规则是加法。(c)1,0,-1,结合规则是乘法。(d)1,-1,i,-i,结合规则是乘法。

15.令A和B是群的元素,试证明:?AB??B-1A-1。

16.给出如下每个群的阶:(a) C1; (b) C40; (c) D40; (d) S40 。

?117.试给出下列各群的乘法表:(a) C1; (b) C2h; (c) D3 。哪一个是阿贝

尔群?

18.请问,(a) D2; (b) C3; (c) S4 点群有哪些子群? 19.点群C2和D2是同构的吗?请论证你的答案。

20.(a) 写出描写D2群对称操作对点(x, y, z)作用的3×3 矩阵。将此表

示约化为不可约表示的直接和。(b) 写出C4群对称操作对应的3×3矩阵,并将此表示表达为一些不可约表示的直接和。

21.试求具有如下阶和类数的群的不可约表示的维数:(a) 12阶,4类;(b)

24阶,5类;(c) 32阶,11类(有两种可能的答案)。

22.下面给出某些可约表示的特征标值,试将每个表示写成不可约表示的直

接和。

? C?(z)?v(yz) ?v(xz) ? (a) C2v群 ? ?2 5 -3 3 -1

? 2C? 3??v (b) C3v群 ?3 292 -119 8

? C? C?2 (c) C3群 ?33 4 1 1

?2)。 23.求C3群的13?1?46?2?287?表示的?(C3*24.对于以下各分子,求用于最小基集合SCF-MO计算的Г后将

Г

AO

AO

的特征标。然

约化, 从而求出最低分子轨道的对称类。(按所示选择坐标轴)。(a)

乙烯(x轴垂直于分子的平面,z轴通过碳原子);(b) NH3 (c) CH4(x, y和z轴与S4轴重合);(d) 萘(x轴垂直于分子平面,z轴通过碳9和碳10);(e) C2H6;(f) 立方烷C8H8 (x, y和z轴与C4重合);(g) 乙炔。 *25 试求习题4.24中各分子的对称轨道(群轨道)。 *26 对于习题4.24中的每个分子,求Г

3N

的特征标,然后求出3N-6个简正

方式的对称类。指出每个分子有多少个不同的振动频率。

27 请将下面每个直积写成不可约表示的和: (a)C3v群的?2??;(b) ?d群的

?1??;(c)C3v群的?????;(d) D3h群的?????;(e) D3h群的

???????;(f) C3群的????(?1??2)。

28.请求出以下组态的电子光谱项:(a) 水的???3a1??1b1??4a1?组态;(b)

水的???3a1??1b1??2b2?组态;(c) H2O?的最低组态;(d)乙烯的最低激发组态;(e)反式-1,3-丁二烯的最低的激发组态。

29.对习题4.24中的各分子点群,求函数x, xy, xz, y, yz, z 所属的

对称类。

30.H2O分子振动能级如图4.32所示,振动能级用符号(υ1υ2υ3)表示。

试指出H2O分子中各振动能级之间可能出现哪些红外光谱跃迁。

2

2

2

22

第五章 多原子分子

图 4.32 H2O的振动能级

??1. 设H3和H3均为三角形构型,试用简单分子轨道理论(HMO)讨论H3和H3的

相对稳定性。

2. 设环丁二烯是四方形构型,用HMO法计算环丁二烯的?电子能级。 3. 用HMO法计算丙烯基分子CH2

CH

CH2 ?电子能级和分子轨道,计算电荷

密度、键级、自由价,作出分子图。 用HMO法比较丙烯基分子CH2烯基阴离子[CH2

CH

CH

CH2、丙烯基阳离子[CH2

CH

CH2]+ 和丙

CH2]- 的相对稳定性。

设丁二烯分子中有一个电子从最高占据轨道跃迁到最低空轨道,试计算这种激发态丁二烯分子的电荷密度、键级、自由价。

4. 试写出一个在?=45°,?=45°方向上的sp3杂化轨道。

5. 若令一个杂化轨道的方向与z轴正方向同向,另外两个杂化轨道在xoz平面

上,求sp2三个杂化轨道。

6. 试估计BF4?的几何构型并说明其成键情况。 7. B3H9分子尚未制备出来,试判定它的可能结构。 8. 下列分子中哪些有大?键,并用?mn符号表示之。 CH2=CH-CH2-CH=CH2 CH2=C=O C6H5Cl

OO

HC≡C-C≡CH 令s-p杂化轨道

??c1s?c2px?c3py?c4pz

的极大值方向的单位矢量为??x1,y1,z1?,若s轨道的成键能力为1,p轨道的成键能力为3,则杂化轨道?的成键能力f?为 f??c1?3?c2x1?c3y1?c4z1? 试证明:

2) (1)f??c1?3(1?c1 (2)等性杂化轨道sp, sp2, sp3 的成键能力都大于3。

第六章 络合物结构和配位场理论

分别求出正四面体场强场和弱场中d5 , d6 和d7 组态的稳定化能。 解释五个d轨道在平面正方形场中能量的相对高低。

为什么正八面体络合物弱场的d4组态,强场的d7组态有Jahn-Teller效应。 按配位场理论,在正四面体场中,d轨道的哪些组态没有高低自旋络合物之分。

第七章 分子光谱

1. 求波长为5?m的红外线的波数。

~?41.9cm?1,计算分子的核间距。 2. HF的远红外光谱测得??~?2319v?49v2,v=1,2,3,?,试计算BH的振3. BH的近红外吸收谱带为?动频率,非谐性常数,力常数和零点振动能。

4. 已知H35Cl的振动频率?0?8.667?1013s?1,试求H37Cl的振动频率。

~?2988~??51.60cm?1,计算D35Cl 的基本谱带的波数。5. H37Cl的? .9cm?1,?111~?2885.9?20.577m?0.30342m6. HCl基本谱带的波数为?,m=±1, ±2,

±3, ?,求振-转 偶合常数?和平衡核间距。

用汞的435.8nm谱线为光源照射CCl4, 观察到四条Raman 线为4399, 4418, 4446和4507?, 计算CCl4的Raman位移。

~?1151~?517.69cm?1,?~?13618. SO2的基频是?.38cm?1,?.76cm?1。说明产213生三个吸收带1875.55,2295.88和2499.55 cm的原因。

《结构化学》补充习题

?A1. 已知琴弦振动的驻波条件为n?a(n=1,2,?, a为弦长)。按照“定态

2即驻波”的说法,束缚在长宽高分别为a,b,c的三维势箱中的粒子(质量为m)的定态能量取值是多少? A2. 下列哪些函数不是品优函数,说明理由:f(x)?x2,e?|x|,Sin |x|,e?x A3. 试写出下列体系的定态薛定谔方程:(a)He原子(b)H2分子。

????A4. 设A,B为厄米算符,证明: (1)A?B是厄米的; (2)i?A,B?是厄

???2-1

???米的。

A5. 1,3—丁二烯分子长度a≈7?,试用测不准关系估计其基电子态能级的大小

(量级)。 A6. 一维势箱中的粒子基态波函数为?1=2/asin(?x/a),试画出其几率密度分

布图(纵坐标以2/a为单位,横坐标以a为单位)。


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