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目录 1

第一章 量子力学原理 1

第一节 薛定谔方程的建立 1

一　物理学基础 1

二　本征值方程和算符 6

三　算符的对易 8

四　预期值 8

第二节　辏力场问题的解 9

一　辏力 9

二　关于辏力问题的薛定谔方程 10

三　轨道角动量和L本征值问题 12

四　L？本征值问题的解 13

五　辏力场问题的完全本征函数 17

第三节　单电子原子 18

一　单电子原子的薛定谔方程 18

二　质心和相对运动的分离 19

三　质心问题 21

四　相对方程的解 21

五　径向方程的特性 24

六　单电子哈密顿算符的完全本征函数 26

七　单电子波函数的特性 28

八　单电子的轨道角动量 36

九　旋转波的确定 39

十　轨道磁矩 41

第四节　与时间无关的近似方法 42

一　与时间无关的微扰论 42

二　变分法 43

三　斯塔克效应 45

第五节　与时间有关的近似方法 48

一　与时间有关的微扰处理 48

二　电磁辐射场 51

三　谐微扰 54

四　频带 55

第六节　电子自旋 57

一　电子组态和电子壳层结构 62

第七节　多电子状态 62

二　多电子原子的角动量偶合 64

三　罗素—桑德斯偶合 66

四　表示原子状态的谱项符号 68

五　洪特规则 72

六　j—j偶合的评论 73

七　复杂原子中的自旋与轨道偶合，精细结构的产生 74

八 自由原子和离子的哈密顿量和谱项能量 76

九　复杂原子的蔡曼效应 77

十　矿物、岩石和矿石的原子光谱及光谱分析的其它应用 78

一　微扰法 79

第八节　多电子原子的近似计算 79

二　变分法 89

三　自洽场方法 91

四　相对论方法 94

五　轨道半径和原子波函数 95

参考文献 98

附录一　原子的电子组态 100

第二章　群论 103

第一节　引言 103

第二节　数学准备 103

一　线性空间 104

二　线性变换 105

第三节　群及其有关定理 108

一　群和子群 108

二　共轭元素和共轭类 109

三　不变子群和商群 110

四　群的同构和同态 111

第四节　空间群和晶体点群 111

一　空间对称操作 111

二　点阵和单胞 112

三　晶体点群 114

四　晶系 115

六　空间群 116

五　布拉维点阵 116

一　群表示 117

二　等价表示 117

第五节　群表示 117

三　可约表示和不可约表示 118

四　不可约表示的正交完备性定理 119

五　特征标 120

六　特征标的计算 121

七　群论和量子力学中的对称性 124

八　直接乘积 125

参考文献 126

第一节　引言 127

第三章　晶体场理论 127

第二节 晶体场对原子轨道和原子谱项的对称作用 128

一　在晶体场中原子轨道状态的分裂 128

二　描述晶体中原子状态对称性的群论应用 140

三　在降低晶体场对称性时的不可约表示 142

四　在各种点群中对称型的关系表 148

五　与对称型有关的选择定则 150

第三节　不同类型的晶体场对离子的作用 154

第四节　铁族离子在晶体场作用下谱项的分裂 156

一 电子组态、谱项、在立方场作用下谱项的分裂（定性图） 156

二　弱场情形 159

三　高自旋和低自旋状态 164

四　强场情形 166

五　强场组态谱项 168

六　任意场 169

第五节　晶体场参数 171

第六节　塔纳贝—苏加诺图 176

第七节 自旋—轨道相互作用、电子组态的不稳定性、对称性降低引起的 181

能级分裂 181

第八节 f电子谱项分裂的特点 186

第九节 晶体场理论应用的范围 191

参考文献 192

第四章　配位场理论（分子轨道法） 194

第一节　分子轨道方法的一般原理 194

一　分子轨道的引入 194

二　分子轨道的分类 195

三　分子能级图、电子组态和分子谱项 197

四 线性分子A2、AB、AB2和分子离子的分子轨道图 198

五　具有角度的分子离子的分子轨道图 200

六　络合物的分子轨道图 203

七　根据对称性对久期方程的简化 213

一　分子轨道的一般性质、成键反键和非键分子轨道 216

第二节　分子轨道（MO）LCAO的定性讨论 216

二　弱共价情形、角度重叠方法 217

三　电子组态、弱场和强场情形 220

第三节　分子轨道能级和LCAO系数的计算 222

一　H2+计算的一般程序 222

二 自洽场分子轨道LCAO近似方法（SCF MO LCAO近似）——罗山方法 226

三　零微分重叠法 228

四　慕利肯-吴尔夫斯贝格-海姆霍尔茨方法 231

五　准相对论近似 246

第四节　MO LCAO方法的评述 248

一　非经验方法与半经验方法的比较 249

二　同晶体场理论的比较 251

第五节 自洽场Xa散射波方法 252

参考文献 258

第五章　能带论 261

第一节　能带论的基本概念和方法 261

一　在自由电子情形中的波矢量k 262

二　能带论的两种近似：弱键和强键 263

三 k空间的概念和布里渊区 264

四　按对称型对晶体中轨道的分类 266

五　能带结构图 268

六　满带、电子按状态的分布、费米面 269

七　能带结构的计算方法 270

一　反射谱参数 276

第二节　矿物的能带图和反射谱 276

二　NaCl—MgO—PbS结构型 277

三　ZnS结构型 282

参考文献 283

第六章　与地球化学有关的化学键问题 286

第一节　引言 286

第二节　价键方法和杂化轨道 289

一　价键方法的基本思想 289

二　杂化轨道 291

第三节　矿物波谱学参数与化学键 292

第四节 由分子轨道方法对化学键类型的划分 297

一　鲍林对负电性的确定 298

第五节　负电性、电离势、价态电离能之间的关系 298

二　负电性的经验确定 300

三　电离势、亲合力和氧化—还原势 300

四　慕利肯的负电性确定 302

五　价态电离能及其与负电性的关系 302

第六节 占位、键的离子共价性、有效电荷、原子价和电荷分析 304

第七节　离子晶体的晶格能 310

一　离子晶体晶格能的计算 311

二　晶格能的实验确定 315

三　晶格能的地球化学应用 317

第八节 晶格总和及其物理意义 318

第九节　原子和离子的平均半径和轨道半径 324

一　离子半径和分子轨道 325

二　加合离子和原子半径体系 328

三　加合半径体系的估计 330

四　轨道半径 330

五　X射线结构分析及电子衍射实验方法对原子大小的确定 330

参考文献 332

第七章　矿物的化学键 336

第一节　引言 336

第二节　硅酸盐的化学键 337

一　SiO44-的分子轨道图 337

二　在硅酸盐和铝硅酸盐中Si、Al的有效电荷 339

三　阳离子多面体的离子性程度 340

四　硅酸盐的结构位置能、稳定能和内晶体场 342

五　Si—O键长和键角的讨论 343

第三节　硫化物的化学键 354

一　硫化物键性的一般评述 355

二　能带论解释 356

三　分子轨道研究 362

四　有关波谱学方法的研究 368

五　以电子结构的观点对硫化物及其相似化合物结构特点的探讨 371

六　硫化物化学键有关资料的评述 374

第四节　其它类矿物化学键的特点 376

参考文献 379