王顺荣编高教版社结构化学习题答案第5章

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1、第五章多原子分子结构与性质习题解答070601306何梅华070601307游梅芳070601308陈风芳070601309黄丽娜070601310郑海霞070601311黄秀娟070601312尤丽君1.以CH4为例，讨论定域分子轨道和离域分子轨道间的区别和联系。答：杂化轨道理论将CH4分子中的C原子进行了sp杂化，每个杂化轨道和1个H原子的1s杂化形成一个定域分子轨道，在此成键轨道中的一对电子形成定域键C-H，四个C-H键轨道能量等同。离域分子轨道处理CH4分子所得的能级图说明4个轨道能量高低

2、不同。定域分子和离域分子两种模型是等价的，只是反应的物理图像有所区别。2．试讨论杂化轨道构成三原则。解：若以{}表示某原子参加杂化的原子轨道集合，为杂化轨道，则：iknkckiii=1，2，3，„，n（1）i（1）杂化轨道要满足归一化条件杂化轨道是一种原子轨道，它描述了处于价态原子中单电子的可能状态。归一化的数学表达式为：n2n22kd(ckii)dcki1（2）ii上面的计算用到了同一原子中原子轨道间满足正交、归一的条件。c为在第kkii2个杂化轨道中的组合系

3、数，而c表示在中的成分。kiik当把轨道中s轨道的成分记为、p轨道的成分记为时，就有kkk2c（3）kks222ccc（4）kkxkykz（2）参加杂化的轨道贡献之和为1参加杂化的轨道是归一化的，杂化后的在新形成的所有杂化轨道里的成分之和i——即电子“分散”到各杂化轨道中的概率之和应为1。故有i2cki1（5）k由（2）式和（5）式可知，有n个轨道参与杂化应得n个杂化轨道。i（2）同一原子中杂化轨道间正交正交的杂化轨道间排斥作用能最小，使原子体系稳定。按正交的定义有

4、：nnnkldckiicljidckiclj0iji3、在简单MO理论基础上，HMO法又进一步采用了哪些近似？答：-体系分离近似；单电子近似；休克尔近似。4.共轭分子的分子图上标出哪些物理量?有何应用?答:物理量有:电荷密度,键级,自由价;应用:（1）从各原子的电荷密度可大致判断反应中各个原子的活性大小，即能大体估计最容易与带电基起反应的位置；（2）从各个原子的电荷密度估计分子中各键的极性和偶极距；（3）从键级可以反映出各个键的相对强弱

5、，键长的相对大小和Π键成分的多少；（4）从自由价可反映分子中各碳原子剩余成键能力的相对大小，大致判断自由基反应中各原子活性的大小，即反应发生在哪些原子的位置上。5、如何确定多原子分子正则振动的数目？它有什么意义？解:由于多原子分子的组成和结构都比双原子分子复杂，因此多原子分子的振动也比双原子分子复杂，常把多原子分子的振动分为基本振动方式和复杂振动方式。基本振动方式又称为简正振动，是相互独立的振动方式。其正则振动的数目等于分子振动自由度的数目。若分子有N个原子组成，运动总自由度为3N，即3N个独立运

6、动。分子的平动用去3个自由度，转动占3个自由度（线性分子因绕轴转动时实际未动，故为2）。这样，分子有3N-6个振动自由度（线性分子3N-5）。因此对于非直线分子具有3N-6，直线分子具有3N-5个正则振动的数目。意义：它对于研究多自由度体系的小振动问题有重要的实际意义；理解分子光谱的构成和表示方法；了解多原子分子的振动光谱，明确简正振动的概念和简正振动的模式6.核磁共振和电子自旋磁共振发生的条件是什么？它们含有那些结构信息？答：（1）核磁共振发生的条件：①原子核必须具有核磁性质，即必须是磁性核②需

7、要有外加磁场，磁性核在外加磁场作用下发生核自旋能级的分裂，产生不同能量的核自旋能级，才能吸收能量发生跃迁③只有那些能量与核自旋能级能量相同的电磁辐射才能被共振吸收。电子自旋磁共振需要满足类似上述三个条件才能发生，但电子本身存在固有的自旋运动。（2）核磁共振条件随核外化学环境变化而移动的现象为化学位移，其包含了1有关结构的信息。因化学位移的大小是由核外电子云密度决定的。就H-NMR来1说，分子中影响H核外电子密度的所有因素都将影响化学位移。①最重要的因素是相邻的、具有较大电负性的原子或基团的诱导效应

8、。②反磁各向异性效应。③核的自旋-自旋耦合效应。由高分辨率的共振仪测得的NMR共振峰通常具有精1细结构，为多重峰。在H-NMR谱中，共振峰的面积与此类质子数目成正比。对于电子自旋磁共振，化合物的g因子即包含了有关未成对电子的信息，也包含了有关化学键的信息，可用于鉴别、分析未知样品的分子结构。主要用以用以研究自由基的结构和存在、过渡金属离子及稀土离子的电子结构和配位环境、催化剂活性中心位置等。7、为什么光电子能谱峰可用原子轨道和分子轨道标记？从X射线和紫外光电子能谱可分别得到哪些结构