中山大学《结构化学》历年期中考试试卷(含答案).pdf
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从提供的文件内容中,我们可以梳理出以下知识点: 1. 德布罗意关系式:该式子表明微观粒子同时具有波动性和粒子性,波长λ与粒子动量p之间的关系为 λ=h/p,其中h是普朗克常数,p是粒子的动量。对于宏观物体,其德布罗意波长非常小,以至于在日常生活中无法观察到其波动性。 2. 电子衍射实验:在该实验中,电子被用来当作波束,通过物质的晶体结构产生衍射。实验中观察到的电子云强度分布表明电子在空间的概率分布,即电子概率密度,与波函数的绝对值平方|ψ|^2成正比。 3. 测不准原理:由海森堡提出,表明在量子力学中,一个粒子的位置和动量不能同时被准确测量。测不准原理的数学表述为 Δx·Δp≥h/(4π),其中Δx是位置的不确定度,Δp是动量的不确定度。 4. 波函数条件:一个合格的波函数必须满足几个条件,包括单值性(在空间的每一个点都有唯一的值)、连续性(波函数在空间中连续变化,没有突变)以及平方可积性(波函数的绝对值平方在整个空间的积分是有限的,表示找到粒子的概率为1)。 5. Schrödinger方程:描述微观粒子(如电子)在量子力学系统中的行为的基本方程。在直角坐标系下,Li2+离子的Schrödinger方程给出了其波函数ψ与能量E之间的关系,方程中包含了关于粒子质量和电荷的物理常数以及势能项。 6. 分子轨道理论:该理论认为分子可以通过原子轨道的线性组合形成分子轨道。如果原子轨道在能量上相近,并且满足对称性匹配原则和最大重叠原则,它们就可以组合成分子轨道。 7. 分子轨道的类型:在双原子分子中,原子轨道按对称性组合可以形成不同类型分子轨道。例如,当一个原子轨道的dz2与另一个原子轨道的py轨道组合时,可以形成π型分子轨道。 8. 分子电子排布和性质:例如,一氧化碳(CO)的价层电子排布为1σ^2 2σ^2 1π^4 3σ^2,表明其键级为3,意味着双键和单键结合的总和。CO为反磁性,是因为其价层电子完全配对。 9. 电离能:分为绝热电离能和垂直电离能。绝热电离能是指从分子到分子离子基态所需的能量,而垂直电离能是从分子到分子离子振动基态所需的能量,无需改变核间距离。 10. 构象与点群:分子的空间排列方式称为构象,硝基苯有多种构象,其中一种构象的对称性属于C2v点群,表明该分子在进行对称操作时能够回到自身的状态。 11. 选择题涉及的知识点包括算符的线性性、量子力学中势箱模型粒子的能量与势箱长度关系、径向分布函数的含义、光谱支项与电子排布的关系、分子轨道近似方法等。 12. 计算题涉及量子力学相关概念的计算,如力常数、零点能、转动惯量、平衡核间距等,以及分子轨道的久期行列式和相关参数的计算。 这些知识点涵盖了结构化学的核心内容,涉及量子力学的基本原理、分子结构理论以及分子的物理化学性质等方面。对于学习和理解结构化学这门学科具有重要意义。
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