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第一章 量子力学基础 1

1.1 量子力学产生的背景 1

1.1.1 量子论 1

1.1.2 光的粒子性 5

1.1.3 粒子的波动性 7

1.1.4 不确定关系 9

1.1.5 量子力学的建立 11

1.2 态、波函数和力学量算符 11

1.2.1 态和波函数 11

1.2.2 态的叠加 13

1.2.3 算符 13

1.2.4 力学量算符 15

1.3 量子力学基本原理 17

1.3.1 状态函数 18

1.3.2 薛定谔方程 18

1.3.3 力学量算符 18

1.3.4 力学量的本征值和平均值 18

1.3.5 态叠加原理 19

1.3.6 保里原理 19

1.4 一维势阱中的粒子 19

1.4.1 一维无限深势阱模型 19

1.4.2 薛定谔方程求解 19

1.4.3 一维势阱中粒子的讨论 22

学习指导 26

参考文献 26

思考题 27

习题 27

第二章 原子结构 29

2.1 氢原子 29

2.1.1 氢原子的薛定谔方程 29

2.1.2 变数分离 31

2.1.3 氢原子薛定谔方程的解 31

2.2 关于氢原子的讨论 37

2.2.1 氢原子基态 37

2.2.2 能级与简并态 39

2.2.3 角动量和电磁性质 40

2.2.4 复波函数和实波函数 43

2.2.5 波函数和电子去的图形表示 45

2.3 多电子原子和原子轨道 49

2.3.1 多电子原子的薛定谔方程 49

2.3.2 足以场近似和原子轨道概念 50

2.3.3 自洽场方法 52

2.4 电子自旋和保里原理 55

2.4.1 电子自旋的实验根据 55

2.4.2 电子自旋运动的性质 56

2.4.3 保里原理 57

2.5 核外电子排布和元素周期律 60

2.5.1 核外电子排布的三原则 60

2.5.2 离子的电子层结构 63

阅读材料 65

学习指导 73

参考文献 73

思考题 74

习题 74

第三章 双原子分子 76

3.1 氢分子离子 76

3.1.1 H＋2的哈密顿算符 76

3.1.2 变分法解H＋2的薛定谔方程 77

3.1.3 积分Sab、Haa、Hab和体系能量 83

3.1.4 共价键的本质 87

3.2 简单分子轨道理论 88

3.2.1 双原子分子的哈密顿算符 88

3.2.2 单电子近似和分子轨道 88

3.2.3 原子轨道线性组合成分子轨道(LCAO-MO)法 90

3.2.4 分子轨道的类型和符号 95

3.3 同核双原子分子 100

3.3.1 O2和F2分子 101

3.3.2 N2及N以前元素的同核双原子分子 103

3.4 异核双原子分子 106

3.4.1 CO 106

3.4.2 NO 107

3.4.3 HF 107

阅读材料 109

参考文献 112

学习指导 112

习题 115

4.1 分子光谱概论 118

第四章 测定双原子分子结构的实验方法 118

4.2 双原子分子的转动光谱 120

4.3 双原子分子的振动光谱 124

4.3.1 谐振子模型 125

4.3.2 非谐振子模型 127

4.3.3 双原子分子的振动-转动光谱 129

4.4 双原子分子的电子光谱 134

阅读材料 136

参考文献 142

学习指导 142

习题 145

第五章 分子对称性 146

5.1.2 旋转操作和对称轴 148

5.1.1 恒等操作和恒等元 148

5.1 对称操作和对称元素 148

5.1.3 反映操作和对称面 149

5.1.4 旋转反映操作和象转轴 150

5.1.5 反演操作和对称中心 152

5.2 对称操作的乘积 154

5.3 群的定义和举例 158

5.3.1 群的定义 158

5.3.2 群的一些实例 159

5.3.3 关于群的几个常用概念 163

5.4 分子所属点群的确定 165

5.4.1 单轴群 166

5.4.2 双面群 168

5.4.3 立方体群 172

5.5 分子对称性的系统分类法 174

5.6 分子对称性与分子性质 175

阅读材料 177

参考文献 187

学习指导 187

习题 188

第六章 多原子分子 189

6.1 多原子分子的薛定谔方程 189

6.2 单电子近似 190

6.3 离域分子轨道 193

6.4 定域分子轨道 198

6.5 杂化原子轨道 201

6.5.1 杂化轨道理论 202

6.5.2 杂化轨道理论的简单应用 207

参考文献 212

学习指导 213

习题 213

第七章 共轭分子 215

7.1 休克尔分子轨道(HMO)法 215

7.2 有机共轭分子的л电子结构 218

7.2.1 丁二烯的л电子结构 218

7.2.2 苯的л电子结构 223

7.3 HMO法对共轭烯烃处理的一般结果 224

7.3.1 直链共轭多烯 225

7.3.2 单环共轭多烯 226

7.4.1 基本定义 228

7.4 电荷密度、键级、自由价与分子图 228

7.4.2 丁二烯的性质 229

7.4.3 分子图的应用 232

7.5 无机共轭分子 233

7.6 共轭л键形成的条件和类型 235

7.7 前线分子轨道理论及应用 238

7.7.1 丁二烯的电环化反应 239

7.7.2 已三烯的电五沦反应 240

7.7.3 丁二烯与乙烯的环加成反应 240

7.7.4 乙烯乙烯的环加成反应 241

阅读材料 242

学习指导 247

参考文献 247

习题 249

第八章 配合物 251

8.1 晶体场理论 251

8.1.1 晶体理论简介 252

8.1.2 配位化合物的几何 257

8.1.3 配位合物构型畸变与姜-泰勒效应 258

8.1.4 配位化合物的性质 260

8.2 配合物的分子轨道法 263

8.2.1 б型配位化合物 263

8.2.2 б-л配位化合物 267

8.3 生命体中的配合物 270

阅读材料 272

参考文献 273

学习指导 274

习题 276

第九章 晶体结构基础 277

9.1 晶体的点阵结构与点阵 278

9.1.1 晶体结构的周期性 278

9.1.2 点阵结构与点阵 278

9.1.3 点阵及基本性质 283

9.2 晶体结构参数 284

9.2.1 晶胞参数与原子坐标参数 285

9.2.2 正当点阵单位与正当晶胞 286

9.2.3 晶面指标 288

9.2.4 晶面间距d (hkl) 290

9.3.1 理想晶体与实际晶体 291

9.2.5 几个计算公式 291

9.3 实际晶体 291

9.3.2 单晶体、多晶体与微晶体 292

9.3.3 液态晶体 293

9.3.4 晶体的宏观对称性 294

9.4 晶体的宏观对称性 295

9.4.1 晶体的宏观对称性 295

9.4.2 晶体的宏观对称元素和32点群 297

9.4.3 晶系与晶体的空间点阵型式 298

9.5 晶体微观对称性 303

9.5.1 空间对称操作及相应的微观对称元素 303

9.5.2 晶体的微观对称元素系与230个空间群 306

9.6 晶体的X射线衍射 307

9.6.1 晶体对X射线的衍射效应 308

9.6.2 衍射方向与晶体结构参数 309

9.6.3 衍射强度与晶胞内原子的种类及分布 314

9.64 系统消光 316

阅读材料 318

参考文献 325

学习指导 326

习题 327

第十章 结晶化学基础 332

10.1金属晶体 332

10.1.1 金属特性与金属键 332

10.1.2 金属单质结构 337

10.1.3 合金结构 342

10.2 离子晶体 349

10.2.1 几种二元离子晶体的典型结构形式 349

10.2.2 晶格能(点阵能) 354

10.2.3 离子半径 355

10.2.4 哥希密特结晶化学定律 359

10.3 其他键型晶体 363

10.3.1 共价型晶体 363

10.3.2 分子型晶体 365

10.3.3 氢键型晶体 367

10.3.4 混合键型晶体 370

参考文献 371

学习指导 371

习题 373