習題1.CO是一個極性較小的分子還是極性較大的分子？其偶極矩的方向如何？為什么？2.下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪幾個是得電子變為AB–后比原來中性分子鍵能大？哪幾個是失電子變為AB+后比原來中性分子鍵能大？3.按分子軌道理論說明Cl2的鍵比Cl2+的鍵強還是弱？為什么？4.下列分子中，鍵能比其正離子的鍵能小的是____________________。鍵能比其負離子的鍵能小的是________________________。O2，NO，CN，C2，F25.比較下列各對分子和離子的鍵能大小：N2，N2+()O2，O2+()OF，OF–()CF，CF+()Cl2，Cl2+()6.寫出O2+，O2，O2–和O22–的鍵級、鍵長長短次序及磁性。7.按分子軌道理論寫出NF，NF+和NF–基態時的電子組態，說明它們的鍵級、不成對電子數和磁性。8.判斷NO和CO哪一個的第一電離能小，原因是什么？9.HF分子以何種鍵結合？寫出這個鍵的完全波函數。10.試用分子軌道理論討論SO分子的電子結構，說明基態時有幾個不成對電子。11.下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪幾個是得電子變為AB–后比原來中性分子鍵能大？哪幾個是失電子變為AB+后比原來中性分子鍵能大？12.OH分子于1964年在星際空間被發現。試按分子軌道理論只用O原子的2p軌道和H原子的1s軌道疊加，寫出其電子組態。在哪個分子軌道中有不成對電子？此軌道是由O和H的原子軌道疊加形成，還是基本上定域于某個原子上？已知OH的第一電離能為13.2eV，HF的第一電離能為16.05eV，它們的差值幾乎與O原子和F原子的第一電離能（15.8eV和18.6eV）的差值相同，為什么？寫出它的基態光譜項。13.試寫出在價鍵理論中描述H2運動狀態的、符合Pauli原理的波函數，并區分其單態和三重態。參考答案[答]是一個極性較小的分子，偶極矩方向由氧原子指向碳原子。2.[答]就得電子而言，若得到的電子填充到成鍵分子軌道上，則AB–比AB鍵能大；若得到的電子填充到反鍵分子軌道上，則AB–比AB鍵能小。就失電子而言，若從反鍵分子軌道上失去電子，則AB+比AB鍵能大；若從成鍵分子軌道上失去電子，則AB+比AB鍵能小。根據這些原則和題中各分子的電子組態，就可得出如下結論：得電子變為AB–后比原中性分子鍵能大者有C2和CN。失電子變為AB+后比原中性分子鍵能大者有NO，O2，F2和XeF。N2和CO無論得電子變為負離子（N，CO）還是失電子變為正離子（N2+，CO+），鍵能都減小。3.[答]Cl2的鍵比Cl2+的鍵弱。原因是：Cl2的基態價電子組態為（σ3s）2（σ3s*）2（σ3pz）2（π3p）4(π*3p)4，鍵級為1。而Cl2+比Cl2少1個反鍵電子，鍵級為1.5。4.[答]比(AB)+的鍵能小：O2,NO,比(AB)–的鍵能小：C2,CN5.[答]EN2﹥EN2+EO2+﹥EO2EOF﹥EOF-ECF+﹥ECFECl2+﹥ECl26.[答]——————————————————————--分子（或離子）O2+O2O2–O22–鍵級2.521.51鍵長次序O2+<O2<O2–<O22–磁性順磁順磁順磁抗磁———————————————————————7.[答]NF，NF+和NF–分別是O2，O2+和O2–的等電子體，它們的基態電子組態、鍵級、不成對電子數及磁性等情況如下：“分子”基態電子組態鍵級不成對電子數磁性NFＫＫ(1σ)2(2σ)2(3σ)2(1π)4(2π)222順磁性NF+ＫＫ(1σ)2(2σ)2(3σ)2(1π)4(2π)12.51順磁性NF–ＫＫ(1σ)2(2σ)2(3σ)2(1π)4(2π)31.51順磁性8.[答]COKK(1)2(2)2(1)4(3)2NOKK(1)2(2)2(1)4(32)(2)1NO在高能反鍵軌道上有一電子，I1較低。9.[答]H和F以鍵結合；=N[H(1)F(2)+F(1)H(2)][H(1)F(2)–F(1)H(2)]N為歸一化系數10.[答]在SO分子的紫外光電子能譜中觀察到6個峰。它們所對應的分子軌道的歸屬和性質已借助于量子力學半經驗計算（CNDO）得到指認。結果表明，SO分子的價電子結構與O2分子和S2分子的價電子結構相似。但SO是異核雙原子分子，因而其價電子組態可表述為：(1σ)2(2σ)2(3σ)2(1π)4(2π)2其中，1σ，3σ和1π軌道是成鍵軌道，2σ和2π是反鍵軌道。這些價層分子軌道是由O原子的2s，2p軌道和S原子的3s，3p軌道疊加成的。根據價層分子軌道的性質和電子數，可算出SO分子的鍵級為：P=（8–4）=2在簡并的2π軌道上各有一個電子，因而SO分子的不成對電子數為2，若忽略軌道運動對磁矩的影響，則SO分子的磁矩為βe=2βe。11.[答]就得電子而言，若得到的電子填充到成鍵分子軌道上，則AB–比AB鍵能大；若得到的電子填充到反鍵分子軌道上，則AB–比AB鍵能小。就失電子而言，若從反鍵分子軌道上失去電子，則AB+比AB鍵能大；若從成鍵分子軌道上失去電子，則AB+比AB鍵能小。根據這些原則和題中各分子的電子組態，就可得出如下結論：得電子變為AB–后比原中性分子鍵能大者有C2和CN。失電子變為AB+后比原中性分子鍵能大者有NO，O2，F2和XeF。N2和CO無論得電子變為負離子（N，CO）還是失電子變為正離子（N2+，CO+），鍵能都減小。12.[答]（a）H原子的1s軌道和O原子的2pz軌道滿足對稱匹配、能級相近（它們的能級都約為–13.6eV）等條件，可疊加形成σ軌道。OH的基態價電子組態為(1σ)2(2σ)2(1π)3。(1σ)2實際上是O原子的(2s)2，而(1π)3實際上是O原子的(2px)2(2py)1或(2px)1(2py)2。因此，OH的基態價電子組態亦可寫為（σ2s)2(σ)2(π2p)3。σ2s和π2p是非鍵軌道，OH有兩對半非鍵電子，鍵級為1。（b）在1π軌道上有不成對電子。（c）1π軌道基本上定域于O原子。（d）OH和HF的第一電離能分別是電離它們的1π電子所需要的最小能量，而1π軌道是非鍵軌道，即電離的電子是由O和F提供的非鍵電子，因此，OH和HF的第一電離能差值與O原子和F原子的第一電離能差值相等。（e）S=1/2，Λ=1，基態光譜項為：2П。13.[答]H2分子體系：空間波函數s=a(1)b(2)+a(2)b(1)A=a(1)b(2)–a(2)b(1)自旋波函數1=(1)(2),2=(1)(2)3=(1)(2),4=(1)(2)5=3+4=(1)(2)+(1)(2)6=3–4=(1)(2)–(1)(2)完全波函數單重態Ⅰ=s6三重態Ⅱ=A1Ⅲ=A2Ⅳ=s5參考資料[1]江元生.結構化學.北京：高等教育出版社.1997年。[2]徐光憲.結構化學.