Маскевич С.А. Атомная физика.Тестовые задания

Подождите немного. Документ загружается.

181

12.А.11. Все колебания молекулы могут быть валентными.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.12. Все колебания молекул большой амплитуды являют-

ся деформационными.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.13. Для относительно простых (трех-, четырехатомных)

молекул частоты валентных колебаний всегда больше, чем для де-

формационных.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.14. В инфракрасных (ИК) спектрах поглощения активны

антисимметричные, а в спек трах ко мбинационного рассеяния (КР) –

симметричные ко лебания.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.15. Интенсивность полос спектров ИК-поглощения зави-

сит от поляризуемости молекул, а спектров КР – от их дипольного

момента.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.16. Комбинационное рассеяние (КР) света является уп-

ругим рассеянием.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

182

12.А.17. Если в спектре КР наблюдается красный спутник, то

в результате рассеяния запас колебательной энергии молекулы уве-

личился, а если фиолетовый – то уменьшился.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.18. Интенсивность красного спутника в спектре КР зна-

чительно (на несколько порядков величины) больше, чем интен-

сивность фиолетового.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.19. Различие в частотах красного и фиолетового спутни-

ков в спектре КР равно частоте собственных колебаний молекулы.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.20. Так же, как и в комбинационном рассеянии света, в

спектрах инфракрасного поглощения интервал частот между крас-

ным и фиолетовым спутниками равен

ω2 .

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.21. Можно зарегистрировать к олебательно-вращательные

спектры поглощения кислорода.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.22. Правильно будет связывать с правилами отбора для

вращательного квантового числа

то, что в центре колебательно-

вращательных спектров двухатомных молекул отсутств ует полоса.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

183

12.А.23. Правильно будет считать, что в колебательно-враща-

тельном спектре поглощения двухатомных молекул полосы

-вет-

ви соответствуют правилу о тбора

1+=∆r

, а полосы

-ветви – пра-

вилу отбора

1−=∆r

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.24. Известно, что значение вращательной постоянной для

возбужденног о колебательног о состояния неск олько меньше, чем для

основного. Это мож е т быть следствием ангармоничности к олебаний.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.25. Гармоническое приближ ение можно использовать для

описания колебательного движения в молекулах вблизи границы

диссоциации (при больших амплитудах).

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.26. Гармоническое приближ ение можно использовать для

описания колебательного движения в молекулах вблизи положения

равновесия (при малых амплитудах колебаний).

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.27. Ангармоничность колебаний является причиной ли-

нейного расширения тел при нагревании.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.28. Для атомов частота осцилляций элект ронов относи-

тельно ядер не совпадает с частотой излучаемого света. Это отно-

сится и к гармоническому осциллятору.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

184

12.А.29. Можно, воспользовавшись механиче ской аналогией,

сказать, что с увеличением запаса колебательной энергии, т. е. с

переходом молекулы на более высокий колебательный уровень уве-

личивается амплитуда колебаний.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.30. Можно утверждать, что в гармоническом приближе-

нии частота колебаний двухатомной молекулы определяется толь-

ко ее приведенной массой и силовой постоянной (коэффициентом

упругости химической связи).

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.31. При

0→T амплитуда колебаний молекулы стремит-

ся к нулю.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.32. Уровни энергии гармонического осциллятора распо-

ложены эквидистантно друг от друга.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.33. Все колебания молекулы могут быть деформацион-

ными.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.34. При нагревании образца различие в интенсивности

красного и фиолетового спутников спектра КР уменьшается.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

185

12.А.35. При абсолютной температуре

0=T кинетиче ская

энергия гармонического осциллятора равна нулю.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.А.36. При абсолютной температ уре

0=T кинетическая энер-

гия гармонического осциллятора равна его по тенциальной энергии.

а) да;

б) нет;

в) утверждение некорректно.

12.Б.1. В общем случае колебания атомов в молекулах не явля-

ются __________, однако такое приближение приемлемо при ма-

лых амплитудах колебаний.

12.Б.2. В гармоническом приближении кривая зависимости

потенциальной энергии молекулы от расстояния между ядрами

имеет вид __________.

12.Б.3. Энергия __________________ определяется формулой

)21( +υω

12.Б.4. Если собственная частота колебаний двухатомной мо-

лекулы равна

113

103

−

• c , то в колебательном спектре поглощения

могут наблюдаться частоты __________ с

-1

12.Б.5. С точки зрения четности волновых функций, описыва-

ющих колебательное движение в молекулах, для основного состоя-

ния волновая функция является __________.

12.Б.6. Вследствие ангармонично сти колебаний молекул при

увеличении амплитуды колебаний интервал энергий между сосед-

ними энергетическими уровнями __________.

12.Б.7. В ко лебательно м спектре пог лощения молеку л

CO , OH

будет наблюдаться __________ полос соответственно.

12.Б.8. Если разделить колебания в молекулах на валентные и

деформационные, то в молекуле

CO мы обнаружим __________

валентных и деформационных соответственно.

186

12.Б.9. Колебательные спектры поглощения наблюдаются в

__________ области спектра, и при этом для каждого поглощенно-

го фотона выполняется второй постул ат Бора.

12.Б.10. Спектры комбинационного рассеяния света молекул

могут быть возбуждены в __________ области спектра, если в ре-

зультате возбуждения молекула не диссоциирует.

12.Б.11. Дипольный момент и поляризуемость молекул опре-

деляют вероятность поглощения и рассеяния фотонов молекулами.

При этом вероятность поглощения определяется __________.

12.Б.12. Если рассмотреть стоксову и антистоксову линии в

спектре КР, то можно обнаружить, что при нормальных условиях

больше интенсивность __________.

12.Б.13. Колебательно-вращательный спектр молекул состоит

из

- и

-ветвей. При этом полоса в центре спектра __________.

12.Б.14. Если частота чисто колебательного перехода в мо леку-

ле равна 2400 см

-1

, а вращательная постоянная молекулы – 10 см

-1

, то

частота 3-й линии

P-ветви будет равна __________ см

-1

12.Б.15. Если вращательная постоянная молекулы

B , то раз-

личие в частотах 1-й линии

-ветви и 3-й линии

-ветви в колеба-

тельно-вращательном спектре составит __________

B .

12.Б.16. Если различие в частотах антистоксового и стоксово-

го спутников в спек тре КР неко т орой молекулы составляет 3200 см

-1

то это значит, что собственная часто та ее к олебаний равна ______ см

-1

12.Б.17. Если линейная молекула имеет 3 атома, то в ее колеба-

тельном спектре может наблюдаться __________ полос(ы).

12.Б.18. Если линейная молекула имеет 4 атома, то в ее колеба-

тельном спектре может наблюдаться __________ полос.

12.Б.19. При комна тной темпера туре в к олеба тельно-вращатель-

ном спектре некоторого газа наиболее интенсивной оказалась 7-я

линия

-ветви. Как необходимо изменить температуру, чтобы

наиболее интенсивной стала 6-я линия

-ветви? __________.

187

12.Б.20. Если регистрировать спектры ИК и КР, то можно об-

наружить, что симметричные колебания более активны в спектрах

__________.

12.Б.21. Для __________ интервал энергии между любыми

соседними уровнями энергии одинаков.

12.Б.22. С точки зрения четности волновых функций, описы-

вающих колебательное движение в молекулах в гармоническом

приближении, для первого возбужденного состояния волновая фун-

кция является __________.

12.Б.23. В колебательном спектре поглощения молекул

будет наблюдаться __________ полос валентных колебаний.

12.Б.24. В колебательном спектре поглощения молекул

будет наблюдаться __________ полос деформационных колебаний.

12.Б.25. Дипольный момент и поляризуемость молекул опре-

деляют вероятность поглощения и рассеяния фотонов молекулами.

При этом вероятность расс еяния определяется __________.

12.Б.26. Если частота чисто колебательного перехода в моле-

куле равна 2400 см

-1

, а вращательная посто янная молекулы – 10 см

-1

то частота 3-й линии

-ветви будет равна __________.

12.В.1. О гармоническом приближении применительно к опи-

санию колебаний дву хатомных молекул можно сказать, что:

а) оно применимо при высоких температурах;

б) оно применимо для малых амплитуд колебаний;

в) в гармоническом приближении можно рассматривать толь-

ко колебания полярных молекул;

г) в гармоническом приближении можно рассматривать толь-

ко колебания неполярных молекул;

д) в гармоническ о м приближ ении энергия мо лекулы кв антуется.

12.В.2. Какие из перечисленных ниже выражений правильно

описывают колебания молекул?

а) в гармоническом приближении колебания двухатомной мо-

лекулы характеризуются равным

∞ набором амплитуд колебаний;

188

б) в гармоническом приближении частота собственных коле-

баний молекулы равна частоте излучения и частоте поглощения

молекулы;

в) частота колебаний молекулы зависит от силовой постоян-

ной химической связи и массы колеблющихся атомов;

г) для первог о возбужденного ко лебательного сост ояния ( )

характерно нулевое значение вероятности обнаружить ядра атомов

на расстоянии , которое соответствует минимуму потенциаль-

ной энергии молекулы;

д) колебательные уровни энергии молекулы в гармониче ском

приближении располо жены эквидистантно, и интервал между ними

равен

2/ω .

12.В.3. Какие из приведенных ниже выражений правильно

описывают реальные колебания молекул?

а) колебания молекул не являются гармоническими;

б) ангармоничность колебаний больше проявляется в полупе-

риод, когда происходит растяж ение молекулы, чем в полупериод,

когда она сжимается;

в) ангармоничность колебаний приводит к увеличению часто-

ты колебаний молекулы;

г) ангармоничность колебаний приводит к тому, что по мере

приближения к границе диссоциации колебательные уровни энер-

гии расходятся;

д) следствие ангармонично сти колебаний в колебательных

спектрах поглощения наблюдаются слабые полосы с частотами

око ло

2ω

3ω

, …

12.В.4. Можно ли так сказать о колебаниях многоатомных мо-

лекул?

а) каждый атом в многоатомной молекуле совершает одинако-

вые сложные колебательные движения;

б) сложное колебательное движение атомов в молекуле можно

представить как совокупно сть нормальных гармонических колеба-

ний, каждое из которых является колебательной степенью свободы

молекулы;

в) число нормальных колебаний

N-атомной молекулы можно

всегда рассчитать по формуле

63 −N ;

г) в случае валентных колебаний молекулы, в отличие от де-

формационных, размеры молекул в процессе колебательного дви-

жения атомов не изменяются;

189

д) валентные и деформационные колебания могут быть сим-

метричные и антисимметричные.

12.В.5. По отношению к колебаниям молекулы

CO можно

сказать следующее:

а) колебательное движение атомов в молекуле можно смоде-

лировать 4-мя нормальными колебаниями;

б) в числе нормальных колебаний будут два симметричных

валентных колебания

OC − связи;

в) в числе нормальных колебаний будут два валентных (сим-

метричное и антисимметричное) колебания

−

связи;

г) в числе нормальных колебаний два вырожденных деформа-

ционных колебания;

д) в колебательных спектрах поглощения не будет активно толь-

ко симметричное валентное колебание молекулы.

12.В.6. По отношению к колебаниям молекулы

можно

сказать следующее:

а) колебательное движение атомов в молекуле можно смоде-

лировать 4-мя нормальными колебаниями;

б) колебательное движение атомов в молекуле можно смоде-

лировать 3-мя нормальными колебаниями;

в) в числе нормальных колебаний будут два симметричных

валентных колебания

OC − связи;

г) в числе нормальных колебаний будут два валентных (сим-

метричное и антисимметричное) колебания

−

связи;

д) в числе нормальных колебаний два вырожденных деформа-

ционных колебания;

е) в колеба тельных спектрах поглощения не б удет активно толь-

ко симметричное валентное колебание молекулы.

12.В.7. Какие из представленных ниже молекул будут иметь

колебательные и колебательно-вращательные спектры поглощения?

а)



; б) HCl ; в)

Cl ; г) HF ; д)

O ; е) CO ; ж)

N ; з) HBr .

12.В.8. Какие из представленных ниже выражений правильно

описывают комбинационное рассеяние (КР) света?

а) это неупругое рассеяние света, при котором колебательная

энергия молекулы может уменьшиться или увеличиться;

б) это спонтанное или вынужденное рассеяние света, при ко-

тором колебательная энергия молекулы может уменьшиться или

увеличиться;

190

в) это упругое расс еяние света, при котором колебательная

энергия молекулы может уменьшиться или увеличиться;

г) внешнее электромагнитное поле с частотой

ω поляризует

молекулу, которая совершает колебания в соответствии с набором

собственных колебательных частот

, в результате чего рассеян-

ный свет содержит комбинационные частоты ;

д) в спектрах КР интенсивны полосы, связанные с симметрич-

ными колебаниями, так как в этом случае больше поляризуемость

молекул.

12.В.9. Какие из представленных ниже выражений правильно

характеризуют спектры комбинационного рассеяния (КР) молекул?

а) в спектре рассеяния присутствую т стоксов и антист ок сов спут-

ники, различие в частотах между кот орыми равно

ω2 , где

ω – соб-

ственная частота колебаний молекулы;

б) в спектре рассеяния присутствую т красный и фиолетовый

спутники, различие в частотах между которыми равно

ω2 , где

ω –

собственная часто та колебаний молекулы;

в) спутники в спектре КР существенно отличаю тся интенсив-

ностями по причине различия в их частотах;

г) спутники в спектре КР существенно отличаются интенсив-

ностями по причине больцмановского распределения молекул по

колебательным уровням энергии;

д) при взаимодействии фотона частотой

с молекулой обра-

зуется возмущенное виртуальное состояние, которое распадается

за время порядка периода колебаний молекулы.

12.В.10. Для колебательно-вращательных спектров характер-

ны следующие спектральные особенности:

а) спектр поглощения представляет собой серию узких полос

примерно одинаковой интенсивности;

б) спектр поглощения представляет собой серию узких полос,

интенсивность которых пропорциональна ;

в) спектр поглощения представ ляет серии (2 ветви) узких по-

лос, примерно симметрично расположенных относительно центра;

г) спектр состоит из интенсивной центральной полосы и се-

рии узких полос-спутников с одной и другой стороны;

д) полосы спектра имеют различную интенсивность; причем

огибающая максимумы полос как правой, так и левой ветвей имеет

колоколообразный вид.