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這是有關結構化學的知識,望有幫助
結構化學 結構化學是在原子、分子水平上研究物質分子構型與組成的相互關系，以及結構和各種運動的相互影響的化學分支學科。
它是闡述物質的微觀結構與其宏觀性能的相互關系的基礎學科。
結構化學是一門直接應用多種近代實驗手段測定分子靜態、動態結構和靜態、動態性能的實驗科學。
它要從各種已知化學物質的分子構型和運動特征中，歸納出物質結構的規律性；還要從理論上說明為什么原子會結合成為分子，為什么原子按一定的量的關系結合成為數目眾多的、形形色色的分子，以及在分子中原子相互結合的各種作用力方式，和分子中原子相對位置的立體化學特征；結構化學還要說明某種元素的原子或某種基團在不同的微觀化學環境中的價態、電子組態、配位特點等結構特征。
另一方面，從結構化學的角度還能闡明物質的各種宏觀化學性能，和各種宏觀非化學性能與微觀結構之間的關系及其規律性。
在這個基礎上就有可能不斷地運用已知的規律性，設法合成出具有更新穎、結構特點更不尋常的新物質，在化學鍵理論和實驗化學相結合的過程中創立新的結構化學理論。
與此同時，還要不斷地努力建立新的闡明物質微觀結構的物理的和化學的實驗方法。
與其他的化學分支一樣，結構化學一般從宏觀到微觀、從靜態到動態、從定性到定量按各種不同層次來認識客觀的化學物質。
演繹和歸納仍是結構化學研究的基本思維方法。
早期的有關物質化學結構的知識可以說是來自對于物質的元素組成和化學性質的研究。
當時人們對化學物質，只能從對物質組成的規律性認識，諸如定比定律、倍比定律等加以概括。
隨著化學反應當量的測定，人們提出了“化合價”的概念并用以說明物質組成的規律。
那時，對于原子化合成分子的成因以及原子在分子中的排布方式可以說是一無所知。
結構化學的產生與有機物分子組成的研究密切相關。
有機化學發展的初期，人們總結出許多系列有機物分子中碳原子呈四面體化合價的規律。
為解釋有機物組成的多樣性，人們提出了碳鏈結構及碳鏈的鍵飽和性理論。
隨后的有機物同分異構現象、有機官能團結構和旋光異構現象等研究，也為早期的結構化學研究提供有力的實驗證據，促使化學家從立體構型的角度去理解物質的化學組成和化學性質，并從中總結出一些有關物質化學結構的規律性，為近代的結構化學的產生打下了基礎。
近代實驗物理方法的發展和應用，為結構化學提供了各種測定物質微觀結構的實驗方法；量子力學理論的建立和應用又為描述分子中電子和原子核運動狀態提供了理論基礎。
有關原子結構特別是原子中電子殼層的結構以及內力、外力引起運動變化的理論，確立了原子間相互作用力的本質，也就從理論上闡明了化學鍵的本質，使人們對已提出的高子鍵、共價鍵和配位鍵加深了理解有關雜化軌道的概念，也為眾多化合物的空間構型作出了合理的闡明甚至預測。
近代測定物質微觀結構的實驗物理方法的建立，對于結構化學的發展起了決定性的推動作用。
X射線衍射方法和原理上相當類似的中子衍射、電子衍射等方法的發現與發展，大大地豐富了人們對物質分子中原子空間排布的認識，并提供了數以十萬種計的晶體和分子結構的可靠結構數據。
此外，通過晶體衍射的研究，使人們能夠從分子和晶體結構的角度說明這些物質在晶態下的物理性質。
另一類測定結構的方法是譜學方法。
譜學方法在提供關于分子能級和運動的信息，尤其是更精細的和動態的結構信息方面起著重要的作用。
如分子振動光譜是鑒定物質分子的構成基團的迅速和有力的工具。
因而被稱為化學物質的“指紋”，與電子計算機高速信息處理功能結合起來，人們已能通過計算機的檢索和識別很快地查明未知物樣品的分子結構。
紅外喇曼光譜的理論處理，還能提供有關振動力常數等有關化學鍵特征的一些數據。
其他譜學法有：核磁共振譜、順磁共振諾、電子能譜、質譜、穆斯堡爾譜學、可見—紫外光譜、旋光譜、圓二色性譜以及擴展 X射線吸收精細結構等。
物質的某些物理常數的測定，也能提供有關分子結構的某些整體信息，如磁化率、折射率和介電常數的測定等。
此外，高放大率、高分辨率的電子顯微鏡還能提供有關物質表面的結構化學信息，甚至已能提供某些分子的結構形象。
量子化學是近代結構化學的主要理論基礎。
量子化學中的價鍵理論、分子軌道理論以及配位場理論等，不但能用來闡明物質分子構成和原子的空間排布等特征，而且還用來闡明微觀結構和宏觀性能之間的聯系。
由于量子化學計算方法的發展和逐步提高完善，加上高速電子計算機的應用，有關分子及其不同聚集狀態的量子化學方法已有可能用于特殊材料的“分子設計”和制備方法的探索，把結構化學理論推向新的高度。
當今結構化學主要研究新構型化合物的結構化學，尤其是原子簇結構化學和金屬有機化合物。
這一類研究涉及“化學模擬生物固氮”等在理論研究上極其重要的課題，以及尋找新型高效的工業催化劑等與工農業生產息息相關的應用研究課題。
稀土元素的結構化學與中國豐富的稀土元素資源的綜合利用的關系非常密切。
有關的研究對于中國稀土工業的發展具有重要的意義。
表面結構和表面化學反應的研究與工業生產上的非均相催化反應關系極為密切，有關的研究對于工業催化劑，尤其是合成氨等工業生產用的新型催化劑的研制具有理論指導的作用。
激光光譜學和激光化學的研究，對于快速動態結構和快速化學反應動態過程等研究方法的建立有著深遠的影響，并且可能導致新的結構化學研究手段的建立。
激光作用下的化學反應過程更具有獨特之處。
結構化學的信息工程的研究能充分利用電子計算機的高速、高效率，充分發揮結構化學數據庫的作用，對于新的半經驗理論和新的結構化學理論的提出將有重大的影響。
有關方法的建立將對于“分子設計”的實現起著重要的作用。
目前，結構化學已成為一門不但與其他化學學科聯系密切，而且與生物科學、地質科學、材料科學等各學科的研究相互關聯、相互配合、相互促進。
由于許多與物質結構有關的化學數據庫的建立，結構化學也越來越被農學家和化工工程師所重視。
結構化學自測題* (2004.08.08)
一. 填空題
(1) 微觀粒子運動的量子力學共性有 ， 和 。
測不準關系式為 ，這一關系的存在是微粒具有 的結果。
(2)動能為100eV的自由電子的波長λ= m。
動能為0.1eV的自由中子的波長λ= m。
能量等于 光子的波長λ= m。
處于波爾軌道(n=100)的電子的波長λ= m。
質量為0.3kg 、速度為10m/s的小球的波長λ= m。
(3) 激光器給出一功率為1KW,波長為10.6 的紅外光束，它每秒發射的光子數= 個。
若輸出的光子全被 的水吸收,它將水溫從20℃升高到沸點需時 s 。
（4）量子力學的幾個假設有 ，
， ，
和 。
（5）函數 稱為 的 函數。
（6）微觀粒子的運動狀態可用 描述，波函數必須滿足 ，
和 三個條件，稱之為 函數。
（7） = ，是 算符；能量算符 = 。
坐標算符 = 。
時間算符 = 。
（8）動量算符 = ， = ， = ， = ，
= ， = ， = 。
（9）若力學量算符 作用到函數 上，有 ，且 是一常數，則所述方程稱為 方程， 稱為 值， 就是屬于力學量算符 、本征值 的 函數。
（10）算符 作用到其本征函數 上，所得函數的本征值為 。
算符 作用到 上，可得 的本征值為 。
（11）在邊長為a的一維勢箱中運動的粒子，當量子數n等于1,2,3時,其波函數 和能量E分別為 和 。
（12）在邊長為a的立方勢箱中運動的粒子,其能級 的簡并度是 , 的簡并度是 。
（13）若一維勢箱的長度為0.1 nm , 則n = 1時箱中電子的德布羅依波長
= m；電子從n = 2向n = 1躍遷時輻射電磁波的波長
= m ；n=3時箱中電子的動能T = J 。
(14)若一維諧振子的勢能函數為 ,則該體系的定態薛定諤方程為 。
(15) 粒子處于定態是指 的狀態。
(16) 氫原子1s電子的電離能是13.6eV , He+ 1s電子的電離能應是 。
(17) 求解氫原子薛定諤方程時,經常采用的近似有 和 。
(18) 求解氫原子的 方程時,可以得到復函數解 ,將復 函數解進行線性組合可以得到 ,依歸一化條件 可求得A= 。
(19) 已知徑向分布函數為D（r），電子出現在半徑等于x nm，厚度為1nm球殼內的概率P=
(20) 采用原子單位后， 的哈密頓算符 = 。
(21) 氫原子的 軌道波函數為
則軌道能級E = ,軌道角動量的絕對值 = 。
軌道角動量M與Z軸的夾角 = ,該軌道節面是 平面。
(22) He原子的哈密頓算符 = ，忽略電子互相作用時的薛定諤方程為 。
(23) 磁量子數m=0,主量子數n≤2的可能的原子軌道為 , 氫原子及類氫離子的1s電子出現在半徑為r , 厚度為dr的球殼內,各個方向的概率密度 。
(24) 光譜項可分裂成 個光譜支項,在磁場中又分裂為 個能級。
(25) 將電子的自旋運動和軌道運動類比,填充下表
軌道運動 自旋運動
角動量M 量子數：l,m
角動量平方算符
角動量z分量算符
l—軌道角動量量子數
m—軌道磁量子數
取值意義 共 個軌道角動量的方向
(26)丁二炔 分子中有 個正常離域 鍵,它們是 和 , 分子為 型.。
(27) 配合物中的金屬原子或離子稱為 , 圍繞中心原子周圍的帶有孤對電子的分子或離子稱為 ， 中直接與 配合的原子稱為配位原子。
(28) 電價配合物中往往含有 自旋平行電子，所以是 自旋配合物，共價配合物中往往含有 自旋平行電子，所以是 自旋配合物。
(29) 晶體場理論認為：配合物中過渡金屬離子的五個簡并d軌道在 的作用下將發生 ，八面體配合物中t2g軌道的能量 eg軌道的能量，四面體配合物中eg軌道的能量 t2g軌道的能量 。
(30) 分子軌道理論認為：中心原子的軌道與 配體群之間發生了重疊,形成 羰基配合物之所以穩定是由于羰基與中心原子之間形成 鍵所致。
(31) 坐標為（X，Y，Z）的點P經過XY平面的反映得到P`的坐標是 ；點P`再經過坐標原點的反演得到點P``的坐標是 。
(32) 象轉軸Sn是對稱元素 的組合元素。
(33) 反式二氯乙烯分子因有對稱中心而 偶極矩；順式二氯乙烯分子因無對稱中心而 偶極矩。
(34) 二氯苯有三種同分異構體（鄰，間，對），其中 偶極矩為零。
(35) 內自旋酒石酸不顯旋光性的原因是 。
(36) 14種空間點陣中，立方無底心型式是因為立方底心型式 ，而四方無底心型式是因為四方型式 。
(37) 宏觀對成類型為D2h點群的晶體屬 晶系，特征對稱元素為 ，其存在方向為 。
晶胞參數特點為 ，可能具有的點陣型式有 。
(38) 晶體衍射X射線的兩個要素是 , 。
(39) 在固體能帶理論中，把金屬晶體中的電子看作是在固定的原子核的 及電子的 中運動。
(40) 某金屬單質由6.02×1023 個組成，則其能帶結構中2s能帶含 個分子軌道，2s能帶全充滿時需要 個電子，半充滿時需要 個電子。
(41) 金屬單質Mg的能帶結構中，含有電子的能帶有 ， ，
， ，其中起成鍵作用的能帶為 。
(42) 金屬單質中，金屬原子之間距離越小，能帶結構中能帶的寬度 ，
禁帶寬度 。
(43)根據能帶理論，非導體中只有 和 ；半導體中只有 和 ，但兩者間的 較非導體中的窄。
導體中由于有 或 所以導體導電。
(44) 密置雙層中，球數：四面體空隙數：八面體空隙數為 ；在A3型密堆積型構型中，球數：四面體空隙數：八面體空隙數為 。
(45) 等徑圓球密堆積的三種主要型式中，屬最密堆積的型式是 。
(46) A3型密堆積中，原子的配位數 ，原子的分數坐標為 , 。
晶體晶胞型式為 。
(47) 在A3型密堆積中含有兩種空隙，其中較大的空隙是 ，由 個球圍成；較小的空隙是 ，由 個球圍成。
(48) 合金從結構上分為 和 兩大類。
其中組成為AxB（1-x）的完全互溶的置換式固體溶中，x的值變化范圍是 。
(49) TiC的熔點比Ti的熔點 ，Ti的硬度比TiC的硬度 。
(50) 離子鍵的最基本特點是沒有 和 ，它以 引力為基礎。
(51) 根據晶體學原理，離子晶體可以看成 的密堆積，在 因素允許的條件下，正負都將力圖與 的反電荷離子接觸。
(52) 離子化合物一般都具有 熔點，易溶于 和熔融后 的性質。
(53) 離子晶體的晶格能是指 離子化合物中正，負離子從相互分別的 結合成離子晶體所 的能量。
(54) 在晶格能計算公式中，m稱 ，它與 有關；A稱 ，它與 有關。
(55) 鮑林單價離子半徑與元素的 成反比，計算公式為 。
(56) 根據哥希密特結晶化學定律，影響離子晶體結構的因素是 ， ，和 。
(57) 離子極化就是離子的 在外電場作用下發生 的現象。
(58) 離子極化增強會使離子晶體的 和 產生變異。
(59)分子間作用力又稱 力，它有三種來源即 ， ， 。
(60) 靜電力是 性分子的 之間產生的吸引作用。
(61) 性分子在 性分子的偶極矩電場作用下發生 產生的偶極矩稱為 。
(62) 靠 力形成的晶體叫分子晶體，由于這種力沒有方向性和飽和性，所以分子晶體內部微粒都有形成 的趨勢。
(63) 在確定一些分子的模型時，其邊界是由 半徑決定的，分子內原子間距離則是由 半徑決定的。
(64) 氫鍵是H原子與 的原子形成的一種特殊作用力。
(65).微觀粒子運動的量子力學性質有：
①. ；② ；③ 。
(66) 滿足①. ；② ；③ 的波函數為品優波函數。
(67).拉普拉斯算符的定義為： ；
哈密頓算符定義為 。
（68）.若一個算符作用在一個函數上的結果是一個與該函數 的函數，則此函數就稱為該算符的一個 ，而 為 值。
（69）.由單個的受束縛粒子（勢能為V）組成的作三維運動的微觀系統，設其含時波函數 ，定態波函數 ，試分別對該系統建立：
含時schrodinger方程： ；
定態schrodinger方程： 。
（70）.量子力學的基本假設有①。
；
② ；③ ；
④ ；⑤ 。
（71）.在一維勢箱中運動的粒子，其能量和波函數為：
量子數n 能量E 波函數
1 E1=
2 E2=
3 E3=
能級nx，ny，nz 能量E
nx=1,ny=1,nz=1 E111=
nx=2,ny=2,nz=1 E221=
nx=2,ny=2,nz=2 E222=
nx=3,ny=2,nz=2 E322=
（72）.在三維立方箱中（邊長為a），質量為m的粒子，其在以下各運動能級上的能量為: 贊同0| 評論
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