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第一章 原子结构与量子力学基础 1

1-1 量子力学的实验基础 1

一、黑体辐射 1

二、光电效应 2

三、原子的线状光谱 2

1-2 实物微粒的波粒二象性与不确定关系 5

一、物质波的提出 5

二、德布罗意(L·de Broglie)波的统计 5

三、不确定关系 6

1-3 微观粒子的运动状态及共运动规律 7

一、微观粒子运动状态的描述 7

二、定态薛定谔(Schr?dinger)方程 9

三、波函数的性质 10

1-4 量子力学的基本原理 11

1-5 一维势箱中的粒子 16

一、Sch.方程及其解 17

二、求解结果的讨论 20

三、量子力学处理问题的一般方法 21

1-6 氢原子的Sch.方程及其解 21

一、两体问题 21

二、氢原子的Sch.方程及其球极坐标表达式 24

三、Sch.方程的变量分离 25

四、三个独立方程的解 26

五、类氢波函数和能级公式 31

1-7 氢原子求解结果的讨论 33

一、类氢波函数的几点说明 33

二、波函数及其几率密度的图象 37

三、量子数Lm的物理意义 45

1-8 多电子原子的结构与原子轨道 49

一、单电子波函数——原了轨道 49

二、中心力场近似 52

三、自洽场(SCF)方法大意 54

1-9 电子自旋和保里(W.Pauli)原理 56

一、自旋及自旋波函数 56

二、反对称规则——Pauli原理 60

三、自旋相关效应 63

1-10 原子体系的状态和原子光谱项 64

一、角动量的耦合 64

二、原子光谱项 67

三、碱金属光谱 71

一、核外电子排布的三条原则 73

1-11 原子核外电子的排布 73

二、影响轨道能量的因素 74

三、原子核外电子的排布 74

例题及习题 77

第二章 化学键理论和分子结构 90

2-1 近似方法——变分法 90

一、变分原理 90

二、线性变分法 91

三、久期方程 92

2-2 H+2的变分处理 94

一、H+2的Sch.方程 94

二、玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer)近似 94

三、H+2的变分处理 95

四、H+2处理结果的讨论 97

2-3 分子轨道(MO)理论 101

一、分子轨道理论的基本要点 102

二、LCAO-MO的三条原则 103

2-4 MO法处理双原子分子 107

一、双原子分子MO的分类 107

二、同核双原子分子 109

三、异核双原子分子 113

2-5 分子的电子谱项 115

一、线型分子中的角动量 115

二、分子的状态及谱项 115

三、H2谱项 116

四、谱项波函数 117

一、H2的Sch.方程及Heitler-London解法 119

2-6 H2分子结构结构的价键理论处理 119

二、状态的能量 120

三、电子密度分布 122

2-7 杂化轨道理论 124

一、杂化轨道理论的基本假设 124

二、原子轨道的成键能力 124

三、杂化轨道的正交归一性 125

四、杂化轨道的矩阵表述 128

五、常用的杂化轨道 129

2-8 离域MO与定域MO 131

2-9 共轭分子的HMO理论 132

一、HMO理论的基本内容 132

二、直链共轭烃 134

三、单环共轭烃 138

四、无机共轭分子 143

五、离域π键形成的条件和类型 147

六、离域π键的特征量 147

2-10 缺电子分子和多中心键 151

一、缺电子分子 151

二、硼氢化合物 152

三、其它缺电子分子 156

例题及习题 157

第三章 分子的对称性及其应用 171

3-1 分子的对称性 171

一、对称元素和对称操作 171

二、分子点群 176

一、对称性与旋光性 181

3-2 对称性与分子的物理性质 181

二、对称性与偶极矩 182

3-3 对称性与分子轨道 183

3-4 分子轨道对称性守恒 187

一、前线轨道理论 187

二、能级相关理论 190

三、分子轨道对称性守恒原理的新发展 193

例题及习题 195

第四章 配合物结构 198

4-1 配合物化学键概述 198

一、配合物化学键概念 198

二、配合物化学键理论的要求 198

4-2 配合物的价键理论(VBT) 199

一、电价配键与共价配键 199

二、内轨型和外轨型配合物 200

4-3 晶体场理论(CFT) 201

一、晶体场理论基本要点 201

二、d轨道能级的分裂 201

三、晶体场理论的应用 207

四、晶体场理论评价 213

4-4 配合物分子轨道理论(MoT) 213

一、配合物MO法的一般步骤 214

二、σ型MO的形成 214

三、π型MO的形成 216

4-5 角重迭模型 218

一、角重迭参数和角标度因子 218

二、轨道能量的计算 219

4-6 σ-π配合物 221

一、金属羰基配合物 222

二、不饱和烃配合物 224

三、N2分子配合物 224

四、夹心化合物——二茂铁 225

4-7 配合物电子光谱 226

一、配合物电子光谱简介 226

二、d-d跃迁谱 227

三、电荷辽移谱 234

例题及习题 236

第五章 晶体结构 241

5-1 晶体的特性与点阵结构 241

一、晶体的特性 241

二、晶体的点阵结构 242

二、晶面交角守恒定律 247

5-2 晶体学的基本规律 247

一、晶面晶棱定律 247

三、有理指数定律 248

5-3 晶体的宏观对称性、品系和空间点阵型式 249

一、晶体的宏观对称元素及共组合 249

二、七个晶系和十四种空间点阵型式 255

5-4 晶体的微观对称性 257

一、微观对称元素和空间对称操作 257

二、晶体的微观对称类型——230个空间群简介 261

5-5 X射线在晶体中的衍射 261

5-6 衍射方向和晶胞参数 263

一、规定衍射方向的劳埃(Laue)方程 263

二、布拉格(Bragg)方程 265

一、强度公式 269

5-7 衍射强度与晶胞中原子的分布 269

二、系统消光现象 270

5-8 晶体的几种X射线衍射图及其应用 271

一、劳埃法 272

二、回转法 272

三、粉末法 273

5-9 金属键和金属晶体 280

一、金属键 280

二、金属单质的四种典型结构型式和原子半径 282

三、合金的结构 287

5-10 离子键和离子晶体 289

一、离子晶体最简单的结构型式 289

二、点阵能 291

三、离子半径 292

四、离子的堆积规则 295

五、离子的极化 298

六、结晶化学定律 301

5-11 共价晶体 301

5-12 分子晶体和氢键晶体 302

一、分子晶体 302

二、氢键晶体 304

5-13 混合键型晶体 305

例题及习题 307

一、分子内部的运动 316

二、分子光谱的产生 316

6-1 分子光谱的一般介绍 316

第六章 分子光谱与磁共振谱 316

三、分子光谱的特征 317

6-2 双原子分子的转动光谱 318

一、光谱频率的经验公式 318

二、刚性转子模型 318

三、刚性转子的修正模型 320

四、转动光谱的应用 322

6-3 双原子分子的振动光谱 322

一、振动光谱的经验公式 322

二、谐振子模型 324

三、谐振子的修正模型 325

四、振动光谱的应用 327

6-4 双原子分子的振动——转动光谱 327

一、振转光谱的经验公式 327

二、刚性转子——谐振子修正模型 328

6-5 拉曼(Raman)光谱简介 330

三、振动——转动光谱的应用 330

6-6 双原子分子的电子光谱 331

一、跃迁选律 331

二、CO分子的电子光谱 331

6-7 多原子分子的转动光谱 334

一、刚性转子能量的经典表达 334

二、几类分子的转动能级和光谱 335

三、微波谱的应用 336

6-8 多原子分子的振动光谱简介 336

一、微小振动的经典描述 336

二、振动能量的量子化 337

三、红外光谱分析 339

一、物质的磁化率 340

6-9 分子的磁性 340

二、分子磁矩与磁化率 342

三、磁化率与分子结构 344

6-10 核磁共振(NMR)法 345

一、核磁共振(NMR)的产生 345

二、化学位移 348

三、自旋耦合作用 350

6-11 电子自旋共振(ESR)法 351

一、ESR的产生 351

二、位置g因子 352

三、超精细结构 353

例题及习题 354

主要参考书目 356