分子轨道理论习题

1、第四章、分子轨道理论习题课,一、氢分子离子的Sch-eq,1、H2+的Sch-eq,2、变分原理,3、S积分的意义,4、成键轨道、反键轨道及非键轨道,5、共价键的本质,二、分子轨道理论要点,1、单电子态函数称为分子轨道,2、分子中电子的排布规律,3、原子轨道线性组合成分子轨道LCAO,4、原子轨道组合成分子轨道三条件,三、分子轨道类型符号能级顺序,1、分子轨道,2、能级顺序及键级,3、同核、异核双原子分子的电子组态；键能键长磁性判断,四、HMO法,1、HMO近似,2、久期行列式、能级计算、图形理论,3、电子排布、E、ED计算,4、离域大键的存在条件、类型及应用,（-分离近似、LCAO-MO近似、S积分近似）,一、判断题,1、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。,2、对于“分子轨道”的定义，正确的叙述是分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)。,3、在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同号重叠。,4、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。在能量较低的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大；在能量较高的分子轨道中，能量较高的原子轨道贡

2、献较大。,5、凡是成键轨道都具有中心对称性。,6、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。如果电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明该电子是从成键 MO 上电离出的。,二、填空题,1、HMO法的核心是。 2、HMO法是在理论基础上进一步简化提出的。 3、以X轴为键轴，A原子的Py与B原子的 AO可形成MO。 4、N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为效应。 5、某分子的电子组态为 ，该组态最可能是的基态。 6、变分法处理分子的 ，关于试探函数的能量 体系能量E0间的关系为。 7、有四个AO进行线性组合形成的MO数目为。 8、F2的电子组态为，其键级为。 9、CN-的电子组态为。 10、S、p、d等原子轨道中只能形成形分子轨道的是。只能形成形分子轨道的是。 11、SO2分子中离域键为，它属于电子离域键。 12、光气的离域键为。 13、 的 ，此种形式采取了近似。 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件； ；。 15、在x方向上能与dxy轨道成键的角量子数l2 的原子轨道是 和 。 16、C2+的分子轨道为，键级； 17、AB 为双原子分子，若A与B形成型分子轨道，那

3、么分子的键轴为轴。 18、离域键可分为正常离域键，如分子中存在；多电子离域键，如分子中存在；缺电子离域键，如分子中存在。,三、综合题,1、某富烯的久期行列式为。 试画出其分子骨架并给碳原子编号。 2、写出O22+ 、O2+、O2、O2-和O22-的键级、磁性及键长次序。 3、基态C2为反磁性分子。试写出其电子组态并说明原因。 4、CF和CF+的键能分别为548kJ/mol和753kJ/mol。试用MOT解释。 5、构成大键的条件是什么？下列分子生成什么大键？ 醌、苯胺、尿素、丁二烯、苯乙烯、臭氧、三氟化硼、二氧化氮。 6、说明N3-的几何构型及成键情况；用HMO法求离域键的离域能，并画出电子的能级分布图。 7、分析H3C-CH2-Cl、CH2=CH-Cl、CHC-Cl分子中C-Cl键的键长次序，并说明原因。,8、用分子轨道理论写出 、 、 的电子组态、键级，并预测能否稳定存在；它们的键长与其中性分子相对大小如何？ 9、用HMO法处理环戊二烯负离子，写出其久期行列式和形成的离域大键的符号，并计算键能E和离域能ED。,一、判断题,1、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是大于真实基态能量。

4、,2、对于“分子轨道”的定义，正确的叙述是分子中单电子完全 态函数(包括空间运动和自旋运动)。,3、 在 LCAO-MO 中，所谓对称性匹配就是指两个原子轨道同 号重叠。,4、两个能量不同的原子轨道线性组合成两个分子轨道。在能量 较低的分子轨道中，能量较低的原子轨道贡献较大；在能量较 高的分子轨道中，能量较高的原子轨道贡献较大。,5、凡是成键轨道都具有中心对称性。,6、用紫外光照射某双原子分子， 使该分子电离出一个电子。 如果电子电离后该分子的核间距变短了， 则表明该电子是从 成键 MO 上电离出的。,二、填空题 1、HMO法的核心是。 2、HMO法是在理论基础上进一步简化提出的。 3、以X 轴为键轴，A原子的Py与B原子的 AO可形成MO。 4、N2与CO分子轨道能级次序和电子排布类似是因为效应。 5、某分子的电子组态为 ，该组态最可能是的基态。 6、变分法处理分子的 ，关于试探函数的能量 体系能量E0间的关系为。 7、有四个AO进行线性组合形成的MO数目为。 8、F2的电子组态为，其键级为。 9、CN-的电子组态为。 10、S、p、d等原子轨道中只能形成形分子轨道的是。只能形成形分

5、子轨道的是。 11、SO2分子中离域键为，它属于电子离域键。 12、光气的离域键为。 13、 的 ，此种形式采取了近似。 14、原子轨道有效地形成分子轨道的条件； ；。 15、在z方向上能与dyz轨道成键的角量子数l2 的原子轨道是 和 。 16、C2+的分子轨道为，键级； 17、 AB 为双原子分子，若A与B形成型分子轨道，那么分子的键轴为轴。 18、离域键可分为正常离域键，如分子中存在；多电子离域键，如分子中存在；缺电子离域键，如分子中存在。,-分离,MO,py、dxy,等电子,B2,4,1,S轨道,d轨道,多,B-O,对称性匹配,能量相近,最大重叠,py,dyz,1.5,Z,苯,氯乙烯,烯丙基正离子,三、综合题,1、某富烯的久期行列式为。 试画出其分子骨架并给碳原子编号。,1,2,3,4,5,6,2、写出O22+ 、 O2+、O2、O2-和O22-的键级、磁性及键长次序。,O22+ O2+ O2 O2- O22-,键级 磁性 键长,2.5,2,1.5,1,顺磁,顺磁,顺磁,反磁,O22+ O2+ O2 O2- O22-,3,反磁,3、基态C2为反磁性分子。试写出其电子组态并说明原

6、因。,KK(1g)2(1u)2(1u)4,由于S-p混杂，使能级次序发生变化E2g E1u,4、CF和CF+的键能分别为548kJ/mol和753kJ/mol。试用MOT解释。,CF的键级为2.5、CF+的键级为3,键级越大，键能越大。,5、构成大键的条件是什么？下列分子生成什么大键？ 醌、苯胺、尿素、丁二烯、苯乙烯、臭氧、三氟化硼、二氧化氮。,醌 苯胺 尿素 丁二烯 苯乙烯 臭氧 三氟化硼 二氧化氮,6、说明N3-的几何构型及成键情况；用HMO法求离域键的离域能，并画出电子的能级分布图。,直线，N原子以sp杂化，形成2个键，三个N原子的垂直分子 骨架的p轨道形成两个相互垂直的,2个键总ED2ED=1.656,7、分析H3C-CH2-Cl、CH2=CH-Cl、CHC-Cl分子中C-Cl键的键长次序，并说明原因。,a为H3C-CH2-Cl ；b为CH2=CH-Cl ；c为CHC-Cl,a分子中没有大键,b和c分子中都有大键，,其中c可形成两个互相垂直的大键，最不易离去。,b和c分子中的氯都参与大键的形成，故都不易离去,键长次序： H3C-CH2-Cl CH2=CH-ClCHC-Cl，or：abc,8、用分子轨道理论写出 、 、 的电子组态、键级，并预测能否稳定存在；它们的键长与其中性分子相对大小如何？ 解： 键级=2.5，能稳定存在。 键级=2.5，能稳定存在。 键级=1.5，能稳定存在。,9、用HMO法处理环戊二烯负离子，写出其久期行列式和形成的离域大键的符号，并计算键能E和离域能ED。 解：,符号,10、若在下一离子中运动的电子可用一维势阱近似描述其运动特 征，若该势阱长度为1.3nm，根据能级公式，估算电子跃迁时所 吸收的光的波长。 解：,

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