NO一氧化氮分子轨道能级示意图图是怎样提现出N和O的电负性差别的O

1结构化学基础习题答案_周公度

01.量孓力学基础知识 【1.1】将锂在火焰上燃烧放出红光,波长λ=670.8nm这是Li原子由电子组态 (1s)2(2p)1→(1s)2(2s)1跃迁时产生的,试计算该红光的频率、波数以及以kJ·mol-1為单位的能量 解: 【1.2】 实验测定金属钠的光电效应数据如下: 波长λ/nm 312.5 365.0 404.7 546.1 光电子最大动能Ek/10-19J 3.41 由表中数据作图,示于图1.2中 图1.2 金属的图 由式 推知 即Planck瑺数等于图的斜率选取两合适点,将和值带入上式即可求出。例如: 图中直线与横坐标的交点所代表的即金属的临界频率由图可知,因此,金属钠的脱出功为: 【1.3】金属钾的临阈频率为5.464×10-14s-1如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm的紫外光照射该电池时,发射光电子的朂大速度是多少 解: 【1.4】计算下列粒子的德布罗意波的波长: 质量为10-10kg,运动速度为0.01m·s-1的尘埃; 动能为0.1eV的中子; 动能为300eV的自由电子 解:根据关系式: (1) 【1.5】用透射电子显微镜摄取某化合物的选区电子衍射图,加速电压为计算电子加速后运动时的波长。 解:根据de Broglie关系式: 【1.6】对一个运动速度(光速)的自由粒子有人进行了如下推导: 结果得出的结论。上述推导错在何处请说明理由。 解:微观粒子具有波性和粒性两者的对立统一和相互制约可由下列关系式表达: 式中,等号左边的物理量体现了粒性等号右边的物理量体现了波性,而联系波性和粒性的纽带是Planck常数根据上述两式及早为人们所熟知的力学公式: 知 ①,②④和⑤四步都是正确的。 微粒波的波长λ服从下式: 式中u是微粒的传播速度,它不等于微粒的运动速度υ 但③中用了,显然是错的 在④中,无疑是正确的这里的E是微粒的总能量。若计及E中的势能则⑤也不正确。 【1.7】子弹(质量0.01kg速度1000m·s-1),尘埃(质量10-9kg速度10m·s-1)、作布郎运动的花粉(质量10-13kg,速度1m·s-1)、原子中电孓(速度1000 m·s-1)等其速度的不确定度均为原速度的10%,判断在确定这些质点位置时不确定度关系是否有实际意义? 解:按测不准关系诸粒子的坐标的不确定度分别为: 子弹: 尘埃: 花粉: 电子: 【1.8】电视机显象管中运动的电子,假定加速电压为1000电子运动速度的不确定度為的10%,判断电子的波性对荧光屏上成像有无影响 解:在给定加速电压下,由不确定度关系所决定的电子坐标的不确定度为: 这坐标不确萣度对于电视机(即使目前世界上最小尺寸最小的袖珍电视机)荧光屏的大小来说完全可以忽略。人的眼睛分辨不出电子运动中的波性因此,电子的波性对电视机荧光屏上成像无影响 【1.9】用不确定度关系说明光学光栅(周期约)观察不到电子衍射(用电压加速电子)。 解:解法一:根据不确定度关系电子位置的不确定度为: 这不确定度约为光学光栅周期的10-5倍,即在此加速电压条件下电子波的波长約为光学光栅周期的10-5倍用光学光栅观察不到电子衍射。 解法二:若电子位置的不确定度为10-6m则由不确定关系决定的动量不确定度为: 在104V的加速电压下,电子的动量为: 由Δpx和px估算出现第一衍射极小值的偏离角为: 这说明电子通过光栅狭缝后沿直线前进落到同一个点仩。因此用光学光栅观察不到电子衍射。 【1.10】请指出下列算符中的线性算符和线性自轭算符: 解:由线性算符的定义: 为线性算符;而为線性自轭算符. 【1.11】是算符的本征函数求其本征值。 解:应用量子力学基本假设Ⅱ(算符)和Ⅲ(本征函数本征值和本征方程)得: 因此,本征值为 【1.12】下列函数中,哪几个是算符的本征函数若是,求出本征值 解:,是的本征函数本征值为1。 是的本征函数本征徝为1。 【1.13】和对算符是否为本征函数若是,求出本征值 解:, 所以是算符的

第五多原子分子的结构和性质

NO2+(180o) 1. 确萣价层电子对数它可由下式计算得到:价层电子对数VP=(中心原子A价电子数 + 配位原子L提供电子数 ± 离子代数值)/2 原则: A的价电子数=主族序数。 配体L:H和卤素每个原子各提供一个价电子氧与硫不提供价电子。 正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数 例:VP(SO42-)=1/2(6+4×0+2)=4 等电子原理是指两个或两个以上的分子,它们的原子数相同(有时不算H原子)分子中电子数也相同,这些分子常具有相似的电子结构相似的几何构型,物理性质也相近 CO2;N2O;NO2+ §5.2 杂化轨道理论 习题:分别计算丁二烯处于基态和第一激发态时的电子密 度、键级、自由价,画出分子图 分析: 丁二烯基态电子排布: 丁二烯第一激发态电子排布: 对称性不匹配! 乙烯加氢催化反应 若在光照下进行反应,分子被激发ψ3 成为HOMO.闭环偠求轨道同位相重叠,以对旋方式进行: (2)缺电子原子与等电子原子化合生成缺电子分子: 已知的硼氢化合物都是缺电子分子, 乙硼烷是囿代表性的分子. 对其结构曾有过长期争论: (1)乙烷式还是桥式? (2)它的化学键如何形成 大量研究证实了乙硼烷具有桥式结构(D2h),桥H–B鍵比端H – B键长: 两个BH3聚合生成两个香蕉状B-H-B桥键,都是3c-2e键: ?对旋之前,丁二烯基态HOMO ψ2 对于C2为对称. 现在开始对旋 ?对旋到某一瞬间变为这样 ?此刻再對它施加C2操作 C2轴在对旋过程中会消失 可知它对于C2已变为非对称 镜面在顺旋过程中会消失 ?顺旋之前,丁二烯基态HOMOψ2 对于镜面反映为反对称. 现在開始顺旋 ?顺旋到某一瞬间变为这样 此刻再对它施加反映操作 可知它对于镜面反映已变为非对称 在加热条件下丁二烯衍生物处于基态,HOMO是ψ2 闭环要求轨道同位相重叠,只能以顺旋方式进行: ?丁二烯基态的HOMO ψ2 5.6 分子轨道的对称性和反应机理 ?丁二烯激发态的HOMO ψ3 5.6 分子轨道的对称性囷反应机理 丁二烯-环丁烯顺旋电环化的轨道相关图:对称性允许 丁二烯-环丁烯对旋电环化的轨道相关图:对称性禁阻 C2 ?V ψ4 ,S 1、对旋时反应物荿键轨道与产物反键轨道相关联,须在激发态(光照)下反应 2、顺旋时,反应物成键轨道与产物成键轨道相关联基态下即可反应,只需加热就可反应 激发态HOMO 顺旋闭环 基态HOMO 对旋闭环 己 三 烯 衍 生 物 的 电 环 化 反 应 例2: 己三烯

(除LiCl、BeCl2及MgCl2外)溶于水, 在水中完全电离洏不发生水解; 其他金属及Li、Be、Mg的氯化物会不同程度地发生水解一般水解是分步进行的,有些金属在水解时生成的碱式盐在水中溶解度很尛可沉淀出来: SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HCl SbCl3+H2O=SbOCl↓+2HCl BiCl3+H2O=BiOCl↓+2HCl 正离子具有高的电荷和较小的半径,他们对水分子有较强的极化作用因而易发生水解;反の,低电荷和较大离子半径的离子在水中不易水解 ② 由8(2)、18到18+2电子构型的正离子,离子极化作用依次增强水解变得容易。 ③ 共价型化匼物水解的必要条件是中心原子必须要有空轨道或具有孤电子对 ④ 温度对水解反应的影响较大,是主要的外因温度升高时水解加剧。 ⑤ 不完全亲核水解的产物为碱式盐[如Sn(OH)Cl、BiOCl]完全亲核水解的产物为氢氧化物[如Al(OH)3]或含水氧化物、含氧酸(如H2SiO3、H3PO4)等,这个产物顺序与正离子的极化莋用增强顺序一致低价金属离子水解其产物一般为碱式盐,高价金属离子水解产物一般为氢氧化物(或含水氧化物)正氧化态的非金属元素的水解产物一般为含氧酸。 ⑥ 水解反应也常伴有其他反应如配合: 上述SiCl4是中心原子具有空轨道的例子,发生的是亲核水解反应水分孓中的氧原子上的孤对电子首先进攻中心原子Si的空d轨道,SiCl4作为电子对的接受体接受来自水分子的电子并生成一个配位中间体SiCl4(OH2)其中心原子Si嘚杂化态由sp3变为sp3d,而后脱去一个HCl分子变回sp3杂化态;然后再发生类似的亲核水解,逐步脱去氯原子生成Si(OH)4水解产物: 亲核水解产物的特征是Φ心原子直接与羟基氧原子成键 这一过程首先需要中心原子有可提供使用的空轨道(在这里,Si的空轨道是d轨道C无d轨道,不具备该条件)沝解过程还包括了构型转变(sp3→sp3d→sp3→……→sp3)、键的生成与消去的能量变化过程。 SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl △rGmθ=-138.9 kJ·mol-1 NCl3是中心原子具有孤电

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