Неорганическая химия / Астахов М.В. Теория химической связи

4.дисперсионное взаимодействие молекул

5.электростатического взаимодействия иона водорода с атомом другой молекулы.

3.Какое из приведенных ниже веществ имеет наибольшую температуру кипени?

1.H2S

2.H2Te

3.H2O

4.HF

5.H2Se

4.Какой из приведенных галогенидов водорода имеет набольшую теплоту парообразо-

вания?

1.HI

2.HCl

3.HBr

4.HF

5.HAt

5. Какое из приведенных ниже веществ имеет наибольшую теплоту парообразования?

1.H2S

2.H2Te

3.H2O

4.HСl

5.H2Se

6.В каких из перечисленных ниже соединений не возможно образование водородной

связи?

1.C2H5OH

2.CH3OH

3.H2O

4.СH4

5.H2Se

7. В каких из перечисленных ниже молекул при образовании между ними водородной связи расстояние между атомами в молекуле не изменяется?

1.H2Se

2.HCl

3.H2O

4.HF

5.CH3OH

151

Общий тест

1)Напишите формулу для расчета энергии связи в гетерополярной молекуле:

а) ЕСВ= -(е2 /r0)[1-( е2 /е2+r03 k)] б) ЕСВ= (е2 /r0)[1-( е2 /е2+r03 k)] в) ЕСВ= -(е2 /r0)[1+( е2 /е2+r03 k)] г) ЕСВ= -(е2 /r0)[1-( е2 /е2+r02 k)]

2)Напишите формулу для нахождения энергии образования гетерогенной молекулы:

а) Еобр = -(е2 /r0)[1-( е2 /е2+r03 k)]-IA-QB б) Еобр = -(е2 /r0)[1-( е2 /е2+r03 k)]+IA-QB в) Еобр = (е2 /r0)[1-( е2 /е2+r03 k)]+IA-QB г) Еобр = (е2 /r0)[1-( е2 /е2+r02 k)]+IA-QB

3)Что такое электроотрицательность атома?

а) алгебраическая сумма энергии ионизации атома и его сродство к электрону б) произведение энергии ионизации атома и его сродства к электрону в) разность энергии ионизации атома и его сродства к электрону г) энергия ионизации

4) Энергия ионизации атома это:

а) энергия необходимая для присоединения электрона к атому б) энергия необходимая для отрыва электрона от ядра в) энергия необходимая для отрыва электрона от любого атома

г) энергия необходимая для присоединения электрона к любому атому

5) Что называют сродством к электрону данного атома? а) энергию взаимодействия данного атома и электрона

б) одинаковые координационные числа данного атома и электрона в) энергию, выделяемую при образовании положительной частицы из атома и электрона

г) энергию, выделенную при образовании отрицательной частицы (иона) из атома и электрона

6) Что такое координационное число для ионных кристаллов?

а) это число ионов противоположного знака, окружающих данный ион б) это число ионов одинакового знака, окружающих данный ион в) число ионов в кристалле

г) отношение числа ионов противоположного знака к числу ионов одинакового знака

152

7)В каком виде задается координационная волновая функция основного состояния молекулы в нулевом приближении?

а) Ψ=с1φ1+ с2φ2+ с3φ3

б) Ψ= ψ 1+ ψ 2+ ψ 3+…+ ψ k

в) Ψ= ψ 1 ψ 2 ψ 3… ψ k

г) Ψ=с1φ1+ с2φ2+ с3φ3 +…+ сkφk

8)Что такое энергия делокализации?

а) Разница между суммарными энергиями молекулы с локализованными и делокализованными σ-связями

б) Разница между суммарными энергиями молекулы с локализованными и делокализо-

иπ-связями

9)Сколько требуется молекулярных орбиталей для описания электронной конфигурации основного состояния молекулы с n или 2n-1 электронами?

а) 1 б) 2n

в) 2n+1 г) n

10)Что называют σ-связями?

а) МО из атомных p орбиталей б) МО из атомных d орбиталей в) МО из атомных s орбиталей г) МО из атомных f орбиталей

11)Напишите формулу для энергии отталкивания ионном кристалле?

а) Uотт = -(В/γn ) б) Uотт = В/γn в) Uотт= 2В/γn г) Uотт= В/γn-1

12)Напишите выражение для интеграла неортогональности

а) S= еR(1+R+R3/3) б) S= е-R(1+R+R3/3)

153

в) S= -еR(1+R+R2/2)

г) S= -еR(1+R+R2/3)

13) Как изменит связывающую энергию системы переход электрона с ΨАО на ΨМО? а) уменьшит б) увеличит в) неизменит г) изменит знак

14. В каком направлении гибридные орбитали обеспечивают максимальное перекрывание АО?

а) в направлении локализованных π-связей; б) в направлении делокализованных π-связей; в) в направлении локализованных σ-связей; г) в направлении делокализованных σ-связей.

15. Напишите выражение для определения энергии электростатического взаимодейст-

вия:

а) Е= -e²/r б) Е= e²/r в) Е= -e²/r² г) Е= e²/r²

16. Что такое энергия электронов на МО?

а) это есть суммарная кинетическая энергия; б) это есть сумма кинетической и потенциальной энергии притяжения его ко всем яд-

рам и отталкивания; в) это есть суммарная потенциальная энергия притяжения;

г) это есть сумма потенциальной энергии отталкивания и кинетической энергии.

17. Что такое индекс свободной молекулы?

а) Fr = Pmax + ∑ Prs (π)

б) Fr = Pmin+ ∑ Prs (π)

в) Fr = Pmin – ∑ Prs (π)

г)Fr = Pmax – ∑ Prs (π)

18. Что является характеристикой длины, прочности и реакционной способности связи?

а) порядок связи; б) индекс свободной валентности;

154

в) электронная плотность; г) энергия образования связи.

19. Чему равна сумма электронной плотности по всем атомам?

а) сумме электронных плотностей каждого атома; б) общему числу атомов; в) общему числу электронов;

г) сумме электронных плотностей каждого атома, умноженной на их количество.

20. Напишите выражение для нахождения сжимаемости:

а) β = –1/P *(∂P/∂V)T б) β = 1/V *(∂V/∂P)T в) β = 1/P *(∂P/∂V)T г) β = –1/V *(∂V/∂P)T

21. Чему равна B в выражении для нахождения энергии отталкивания в ионном кристалле?

а) B=(aNAe²/n) r0ⁿ

б) B=(aNAе2/n)r0n-1

в) B=(NAе2/n)r0n-1

г) B=(aNAе2/n)r0n

22) Напишите выражение для нахождения энергии отталкивания в ионном кристалле а) U = -(aNAе2/ r0)(1-1/n)

б) U = (aNAе2/ r0)(1-1/n)

в) U = -(aNAе2/ r0)(1+1/n)

г) U = (aNAе2/ r0)(1+1/n)

23) Напишите выражение для нахождения n в выражение для энергии отталкивания в

ионном кристалле

а) n=1 - (9αr04 /aβе2) б) n=1 + (αr04 /aβе2) в) n=1 + (9αr04 /aβе2) г) n=1 - (αr04 /aβе2)

24) Напишите выражение для нахождения кулоновского интеграла а) С=-1/R + {е-2R/R}(1+R)

б) С=1/R + {е-2R/R}(1+R)

в) С=-1/R + {е2R/R}(1+R) г) С=-1/R + {е2R/R}(1-R)

155

32)Как дисперсионные силы зависят от температуры? а) прямопропорционально; б) не зависят; в) обратнопропорционально;

г) пропорциональны T².

33)Как изменяются дисперсионные силы с увеличением числа электронов? а) растут б) убывают

в) изменяются немонотонно г) не изменяются

34)Выберите правильную запись для определения энергии дисперсионного взаимодействия одинаковых атомов с числом внешних электронов:

а) ε = (3eh/8πR)*(Nα³/m)½ б) ε = (3e/8πR6)*(Nα³/m)½ в) ε = (3eh/8πR)*(NαÀ³)1/3 г) ε = (3eh/8πR6)*(Nα³/m)½

35)Как зависят от температуры ориентационные молекулярные силы? а) растут с увеличением температуры; б) не зависят;

в) уменьшаются при увеличении температуры; г) уменьшаются в 2 раза.

36)Как относятся между собой энергии π-связи и σ-связи?

а) энергия σ-связи меньше энергии π-связи; б) энергии равны; в) энергия π-связи меньше энергии σ-связи;

г) эти энергии нельзя сравнивать.

37) Принцип Паули гласит:

а) между двумя атомами не может образовываться больше одной σ-связи; б) между двумя атомами не может образовываться больше одной π-связи;

в) между двумя атомами образуется одинаковое количество σ-связей и π-связей; г) между двумя атомами не может образовываться больше двух σ-связей.

38) Сколько проекций может иметь спин-момент, равный единице, на любой оси? а) одну б) две в) три

г) ниодной

157

39)Статический вес спин-момента- это а) суммарный спиновый момент; б) количество проекций на любую ось; в) количество всех спинов; г) количество орбиталей.

40)Химическая связь возникает из-за:

а) изменения вида электронного облака при приближении атома; б) сил притяжения; в) сил взаимодействия; г) сил отталкивания.

41) Что не определяет отталкивание насыщенных молекул? а) размеры молекул; б) объем молекул;

в) плотность твердых тел и жидкостей; г) массу молекул.

42)Во сколько раз вероятность параллельного расположения спинов больше антипараллельного?

а) они равны; б) в 2 раза; в) в 3 раза; г) в 5 раз.

43)В каких реакция с увеличением индекса свободной валентности, увеличивается активность?

а) в реакциях присоединения нейтральных атомов б) в реакциях присоединения положительных атомов в) в реакциях присоединения отрицательных атомов г) в реакциях присоединения любых атомов

44)Чем больше электроотрицательность, тем больше стремление атома образовывать:

а) положительный ион б) нейтральный атом в) отрицательный ион г) молекулу

45) Выберите правильное выражение для энергии молекулы а) U=VM+ AX- (е2/R)+(b/Rn)

б) U=VM-AX- (е2/R)+(b/Rn)

в) U=VM- AX+(е2/R)+(b/Rn)

г) U=VM+ AX+(е2/R)+(b/Rn)

158

46)Специфическая особенность гомеополярной связи: а) свойство насыщаемости б) низкая энергия делокализации в) прочность г) большая энергия

47)Внутри какого атома во всех точках напряженность отвечает действию положительного заряда?

а) положительного б) отрицательного в) нейтрального г) любого

48)Чему равна полная энергия взаимодействия?

а) Е= (e²/r) + В/r n б) Е= -(e²/r) - В/r n в) Е= (e²/r) - В/r n г) Е= -(e²/r) + В/r n

49)Чему равен стерический фактор фигурирующий в уравнениях кинетики для образования молекулы?

а)1/4 б)1/2 в)3/4 г)1

50)Что является критерием ионности молекулы?

а) соотношение между истинным расстоянием и кривой потенциальной энергии для чисто гетерополярной молекулы

б) соотношение между истинным расстоянием и кривой потенциальной энергии для любой молекулы

в) соотношение между истинным расстоянием и кривой потенциальной энергии для гомеополярной молекулы

г) энергия ионизации

159

Экзаменоционные вопросы по курсу «Теория химической связи»

1.На основании, каких данных можно рассчитать энергию связи атомов в гетерополярной двухатомной молекуле? Что называют электроотрицательностью по Полингу?

2.Запишите уравнение для расчета энергии в гетерополярной молекуле. На основании, каких данных можно найти постоянные, входящие в это уравнение?

3.Рассчитайте энергию образования из атомов молекулы A+B- , если IA = 6,2эв, АB = 2,42 эв, r0=1,9 А, n=9.

4.Рассчитайте энергию образования из атомов молекулы гетерополярной RbBr , если

IRu = 7,2 эв, АrBr = 3,42 Дж/ моль, r0=2,9 А, n=9.

5.Покажите, что, зная частоту колебания атомов в двухатомной гетерополярной моле-

куле и равновесное расстояние между атомами, можно найти энергию связи.

6.Рассчитайте энергию связи в молекуле А+В-, если равновесное расстояние между ядрами равно 2,3 ангстрема, ω=400 см-1.

7.Запишите уравнение для расчета энергии решетки ионного кристалла. На основании, каких данных можно найти постоянные, входящие в это уравнение?

8.Покажите, что, используя цикл Борна-Хаберна, можно найти энергию сродства электрона к атому.

9.Покажите, как, используя экспериментальные данные, можно рассчитать энергию ионного кристалла.

10.Рассчитайте энергию решетки NaCl, если известны следующие величины: постоян-

ная Маделунга равна 1,75 период решетки 5,628 ангстрема, коэффициент сжимаемости равен 3,3 10-12 см2 дин-1.

11.Напишите гамильтониан для молекулы Н+2. На основание каких физических представлений строится ψ-функция для этой молекулы в нулевом приближение метода валентных связей?

12.Методом молекулярных орбиталей найдите энергию связи в молекуле Н2, используя известные Вам интегралы: кулоновский, обменный и интеграл перекрытия.

13.Напишите гамильтониан для молекулы Н2. На основании каких физических представле-

нийстроитсяψ-функциядляэтоймолекулывнулевомприближениевметодевалентныхсвязей?

14.Сформулируйте основные положения метода молекулярных орбиталей и приближения Хюккеля для расчета свойств органических молекул.

15.Запишите вековой определитель для молекулы бензола и уравнения для нахождения коэффициентов его молекулярных орбиталей.

16.Как, используя понятия о гибридизации атомных орбиталей, можно составить в ММО одноэлектронную молекулярную функцию для связи С-Н в молекуле СН4?

17.Как строится sp-гибридная орбиталь в методе валентных связей? На основании каких данных находят коэффициенты для такой орбитали?

18.Используя метод молекулярных орбиталей, рассчитайте энергию связи в молекуле Н2. Нарисуйте распределение плотности электронного облака в этой молекуле.

19.Каким образом с помощью метода ММО Хюккеля можно оценить энергию делока-

лизации электронов в молекуле, обладающей π-связью, реакционную способность каждого атома, наличие дипольного момента у молекулы?.

160