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  习题大纲

第一章           量子力学基础

一.基本概念:

1.  量子、量子化;

2.  光的二象性、实物粒子的二象性;

3.  统计规律、几率、几率密度、几率波

4.  量子力学基本假设

5.  波函数的单值、连续归一化

6.  波函数的正交性

7.  力学量算符、线性算符、厄米算符

8.  算符的本征函数、本征方程、本征值

9.  态叠加原理、平均值

10.  里原理

11.  一维势箱、三维势箱、自由电子模型

12.  节点、节面;量子效应

二.基本计算和应用:

1.光子学说的应用

2.波粒二象性

3.利用测不准关系式检验经典力学适用的限度

4.判断波函数是否符合合格化条件

5.某些原子的薛定鄂方程

6.求算符的本征函数及本征值

7.求任意态的平均值

8.确定厄米算符

9.求解一维势箱的薛定鄂方程

10. 一维势箱波函数的正交性证明

11. 利用能量公式的计算

12. 求箱内某区域的粒子几率

13. 求一维势箱中粒子的某些物理量的平均值

第二章           原子结构

一.基本概念:

1.定态、基态、激发态

2.定核近似

3.折合质量

4.变数分离

5.波函数的实数形式和复数形式

6.轨道运动的角动量、磁矩、自旋运动的角动量、磁矩、玻尔磁子

7.方向量子化

8.原子轨道、自旋轨道

9.单电子近似、中心力场模型、自洽场模型

10.屏蔽常数

11.轨道能、体系总能量、电离能

12.库仑积分、交换积分

13.全同粒子

14.对称分对称和非对称

15.斯莱脱行列式

16.原子的量子数

17.原子光谱项、光谱支项、光谱基项、多重度

18.洪特规则

19.原子光谱选律

二.基本计算和应用:

1.解氢原子及类氢离子的s态方程

2.求本征态、本征值、平均值

3.求电子出现在某个球内或球壳内的几率

4.证明波函数的正交性

5.求类氢离子某一轨道径向部分的极大、极小值

6.某些原子(或离子)的薛定鄂方程

7.原子的斯莱脱波函数

8.斯莱脱法计算轨道能、电离能

9.由原子组态推出光谱项、基谱支项

10.            由光谱项判断电子排布

第三章           双原子分子结构

一.基本概念:

1.变分原理,线性变分法

2.几个分子积分:重叠积分、库仑积分、交换积分

3.成键轨道和反键轨道

4.离域效应、极化效应、收缩效应

5.分子轨道

6.LCAO-MO

7.成键三原则

8.常见分子轨道及符号表示

9.氧分子和氮分子的能级顺序

10.            价键波函数

二.基本计算和应用:

1.变分法的应用

2.重叠积分的计算

3.证明氢分子离子的分子轨道的正交归一性

4.计算氢分子离子的波函数在不同空间的值

5.同核双原子分子的分子轨道式、键型、键长、键级

6.异核双原子分子的分子轨道式及有关性质

7.写出双原子分子的价键波函数

第四章           分子对称性

一.基本概念:

1.对称图形、对称元素、对称操作

2.群、点群

3.旋光性

4.偶极矩

5.群表示、可约表示、不可约表示

二.基本计算和应用:

1.证明对称元素之间的关系

2.确定分子点群

3.判断分子的偶极矩和旋光性 

第五章           多原子分子结构

一.基本概念:

1.杂化、杂化轨道

2.杂化轨道的正交归一性

3.单位轨道的贡献

4.S-p杂化,s-p-d杂化

5.等性杂化,不等性杂化

6.离域分子轨道、定域分子轨道

7.共轭体系

8.休克尔近似

9.离域键的能量、键能、离域能

10.休克尔量、分子图

二.基本计算和应用:

1.求S-p杂化等性杂化轨道的波函数

2.求不等性杂化轨道的波函数

3.判断分子的杂化态及几何构型

4.离域分子轨道和定域分子轨道区别及应用

5.根据分子骨架写出休克尔行列式

6.同种原子形成的共轭体系的HMO法处理

7.不同元素原子形成的共轭体系的HMO法处理

8.一些σ键体系的HMO法处理

9.一些离域分子的成键情况及对性质的影响

第六章           配合物结构

一.基本概念:

1.配合物、中心原子、配体、单核配合物、多核配合物

2.电价配合物、共价配合物、高自旋配合物和低自旋配合物

3.分子磁矩与未成对电子数的关系

4.晶体场

5.分裂能

6.成对能

7.光谱化学序

8.强场、弱场

9.晶体场稳定化能

10.姜太勒效应和络合物畸变

11.M中σ型轨道和π型轨道

12.M-L之间的σ键及能级次序

13.M-L之间的π键:L→M之间的π键形成与分裂能的关系, M→L之间的π键形成与分裂能的关系

14.羰基配合物中的σ-π键

15.π络合物中的σ-π键

16.簇合物

17.18电子规则和9n-l规则

二.基本计算和应用:

1.VBT与CFT理论对配合物的结构与性质的解释

2.d电子的排布

3.影响分裂能的因素

4.稳定化能的计算及应用

5.姜太勒效应

6.过渡金属络合物的颜色

7.络合物的几何构型

8.用分子轨道理论说明配合物的成键情况

9.σ-π型配键

10.簇合物的构型判断

第七章           测定分子结构的实验方法

一.基本概念:

1.分子的转动、振动、电子运动及其能级

2.谱线、谱带、谱带系

3.转动光谱、振动-转动光谱、电子-振动-转动光谱

4.刚性转子模型、非刚性转子模型

5.谐振子模型、非谐振子模型

6.基频、倍频

7.P支谱、R支谱、Q支谱

8.零点能、离解能、平衡离解能

9.正则振动,特征频率

10.双原子分子的电子谱项

11.双原子分子的电子光谱

12.核自旋、核磁矩

13.电子自旋、电子自旋磁矩

14.化学位移

15.自旋偶合及偶合常数

16.反磁各向异性

17.(n+1)规则

18.结合能

19.UPS谱和XPS谱

20.Frank-Condon原理

21.垂直电离能和绝热电离能

22.UPS谱形状和电离电子的分子轨道性质的关系

二.基本计算和应用:

1.双原子分子转动光谱的计算:

2.双原子分子振动光谱的计算

3.核磁共振的共振条件

4.δνJ与外磁场的关系

5.影响化学位移的因素

6.根据核自旋偶合规则解释NMR的精细结构

7.根据NMR推断分子结构

8.电子顺磁共振的共振条件及g因子

9.电子顺磁共振的精细结构和超精细结构

10.XPS在结构分析中的应用

11.XPS与原子轨道理论的关系

12.一些简单分子UPS谱的特点

13.UPS与分子轨道理论的关系

第八章           晶体结构

一.基本概念:

1.晶体

2.点阵、点阵点

3.平移群

4.直线点阵、平面点阵、空间点阵

5.素向量、复向量、素单位、复单位

6.平面格子、正当格子

7.空间格子、空间正当格子

8.结构基元

9.晶胞、素晶胞、复晶胞

10.晶胞的二要素:晶胞参数、原子分数坐标

11.晶面、晶棱、晶轴

12.晶面符号(晶面指标)

13.晶体宏观对称性、宏观对称元素、晶体对称性定律、宏观对称类型

14.微观对称性、微观对称元素、微观对称类型

15.熊夫里符号、国际标号

16.衍射、衍射方向、衍射指标

17.入射角、衍射角、布拉格角

18.散射因子、结构因子、系统消光

19.回转法和粉末法

20.金属键、离子键、共价键、金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子警惕、混合型晶体

21.金属半径、离子半径、共价半径、范德华半径

22.自由电子模型、能带理论

23.A1、A2、A3、A4堆积

24.四面体空隙、八面体空隙、正方体空隙

25.CsCl型、NaC l型、立方ZnS型、六方ZnS型、CaF2型、TiO2型、

26.配位多面体、配位数、正负离子半径比

27.点阵能、波恩指数、马德隆常数

28.保林规则

二.基本计算和应用:

1.点阵、点阵结构、点阵型式

2.晶面符号的确定

3.晶面间距的计算

4.晶体的宏观对称性和微观对称性关系

5.晶系、点群、空间群及其符号的确定

6.布拉格方程的形式

7.消光规律的证明

8.回转晶体法测晶胞参数

9.晶胞参数与化学式量的关系

10.粉末法的简单应用

11.几种堆积的空间利用律

12.求金属半径

13.离子晶体的点阵能

14.求证配位多面体,正负离子半径比的临界点。

15.离子半径的计算

16.离子半径与晶体结构型式

17.几种简单结构型式类型的晶体结构

18.保林规则的应用

19.金刚石类共价键型晶体的结构

20.分子型晶体的结构

21.氢键型晶体的结构

 

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