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第一章 量子力学基础知识 1

一、量子力学实验基础 1

1.光的波粒二象性 1

2.实物粒子的波粒二象性 2

3.德布罗意波的统计解释 4

二、不确定关系 6

三、量子力学的基本假设 8

1.态函数 9

2.力学量与算符 12

3.薛定谔方程 14

5.态函数的标准条件 15

4.态叠加原理 15

四、金属中自由电子的运动 17

五、基本例题解 24

习题 26

第二章 原子结构和性质 28

一、类氢原子体系的薛定谔方程及解 28

1.类氢原子体系的薛定谔方程 28

2.分离变量法 30

3.三个方程的求解 31

4.类氢原子态函数 36

5.原子轨道 37

1.主量子数n 39

2.角量子数l 39

二、角量子数和磁量子数的物理意义 39

3.磁量子数m 40

三、类氢原子的原子轨道和电子云图形 40

1.概述 40

2.原子轨道的径向部分与电子云径向部分 42

3.原子轨道角度分布与电子云角度分布 44

四、多电子原子 49

1.氦原子的薛定谔方程 49

2.中心力场模型 51

3.N电子原子的薛定谔方程 52

4.屏蔽效应和钻穿效应 54

2.电子自旋假设 57

1.施登-盖拉赫(Stern-Gerlach)实验 57

五、电子的自旋 57

六、基态原子核外电子排布的原则 59

1.保里(Pauli)原理 59

2.能量最低原理 61

3.洪特规则 62

七、原子光谱项 63

1.原子状态 63

2.原子光谱项 66

八、原子的电负性 67

1.电负性的表示 67

2.电负性与物质的性质 69

九、基本例题解 72

习题 75

第三章 分子轨道理论 77

一、氢分子离子 78

1.氢分子离子的薛定谔方程 78

2.线性变分原理 79

3.用线性变分法求解H+2的薛定谔方程 80

4.变分法处理H+2所得主要结果的分析 83

二、分子轨道理论 88

1.简单分子轨道理论的要点 88

2.应用实例 92

三、分子轨道的类型、符号和能级顺序 94

1.类型和符号 94

四、双原子分子的结构和性质 97

2.能级顺序 97

1.同核双原子分子 98

2.异核双原子分子 101

五、休克尔分子轨道理论和共轭分子 104

1.休克尔分子轨道法 104

2.离域π键形成条件和类型 116

3.离域效应 117

4.超共轭效应 119

六、分子轨道对称守恒原理 119

1.前线分子轨道理论 120

2.分子轨道对称守恒原理 123

七、基本例题解 127

习题 131

一、海特勒-伦敦处理氢分子的结果 133

1.处理结果 133

第四章 价键理论 133

2.氢分子的完全态函数 135

二、价键理论的要点及对简单分子的应用 137

1.价键理论的要点 138

2.价键理论对简单分子的应用 138

三、杂化轨道理论 139

1.杂化轨道理论要点 139

2.等性杂化轨道的主要类型 143

3.SP不等性杂化 147

四、价电子对互斥理论(VSEPR) 147

2.应用VSEPR分析实例 148

1.VSEPR判断分子几何构型的规则 148

五、基本例题解 151

习题 154

第五章 配合物的化学键理论 155

一、概述 155

二、配合物的价键理论 156

三、晶体场理论 157

1.中心离子d轨道能级的分裂 158

2.配合物的紫外可见光谱 162

3.中心离子d电子的排布——高自旋态和低自旋态 163

4.晶体场稳定化能 165

5.姜-泰勒(John-Teller)效应 166

1.σ键 167

四、配合物的分子轨道理论初步介绍 167

2.π键 169

3.σ-π配键 171

五、基本例题解 174

习题 176

第六章 分子的物理性质及弱化学键 177

一、分子的电学性质 177

1.偶极矩 177

2.分子的极化作用 178

3.极化率与介电常数的关系 180

4.极化作用与频率的关系 185

5.偶极矩的应用 187

二、分子的磁学性质 189

1.磁化率 189

2.分子磁矩 190

3.摩尔顺磁磁化率与磁矩的关系 192

三、分子间作用力 193

1.范德华力的本质 194

2.兰纳-琼斯(Lennard-Jones)势 197

3.分子间作用力对物质物理性质的影响 198

4.原子和基团的范德华半径与分子的大小和形状 200

四、弱化学键作用 203

1.氢键 203

2.分子间配键 208

五、基本例题解 209

习题 211

第七章 分子光谱 213

一、分子光谱简介 213

二、吸收光谱的几种表示法 218

1.光的吸收基本定律——朗伯-比尔定律 218

2.吸收光谱的几种表示法 219

三、双原子分子转动光谱 221

1.刚性转子模型 221

2.转动跃迁选律 223

四、双原子分子的振动光谱 226

1.谐振子模型 226

2.振动跃迁选律 227

3.双原子分子势能曲线 229

4.非谐振子模型 230

五、双原子分子的振动-转动光谱 233

六、多原子分子的振动光谱 236

1.多原子分子的简正模式 236

2.特征频带区和指纹区 240

3.红外光谱的应用 242

七、拉曼光谱简介 244

1.拉曼光谱原理 244

2.拉曼光谱仪 246

3.拉曼光谱的特点 247

八、紫外可见光谱及其应用 247

1.概述 247

2.电子跃迁的类型 249

3.发色团和助色团 250

4.应用 251

九、基本例题解 254

习题 258

第八章 晶体结构 261

一、晶体结构的周期性和点阵概念 261

1.直线点阵 263

2.平面点阵 263

3.空间点阵 264

1.布拉维(Brarisa)法则 265

2.十四种空间点阵型式 265

二、十四种空间点阵型式 265

三、空间点阵与晶体 267

四、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 268

1.微粒的分数坐标 269

2.晶棱指标 270

3.晶面指标(hkl) 270

五、晶体的宏观对称性 271

1.晶体的宏观对称元素与对称操作 271

2.晶体的32种宏观对称类型 276

3.七个晶系 277

六、晶体学点群 279

七、晶体的微观对称性 283

八、X射线衍射法 283

2.布拉格方程式 284

1.衍射原理 284

3.粉末法 286

九、金属键和金属的一般性质 290

十、金属的晶体结构和原子半径 293

1.等径圆球的堆积 293

2.金属原子半径 296

十一、离子晶体和点阵能计算 297

1.离子晶体的最简单结构形式 298

2.点阵能的计算 299

十二、离子半径 303

1.离子半径的引出 303

2.离子半径的变化趋势 305

1.鲍林规则 306

十三、离子晶体结构的鲍林规则与典型的离子晶体 306

2.介绍几种离子晶体 309

十四、共价晶体与分子晶体 313

1.共价晶体 313

2.分子晶体 313

十五、实际晶体的缺陷 314

1.实际晶体与理想晶体 314

2.实际晶体的缺陷 315

3.单晶体、多晶体、微晶体 317

十六、基本例题解 318

习题 320

参考文献 322

附录 323