对称原子结构与分子拓扑结构PDF电子书下载

第一章　运动电子的自转与波粒二象性 1

导言 1

1.1 运动电子自转、自旋、速度的关系 3

1.2 自转导致运动电子具有波动性 4

1.2.1 自转导致运动电子具有波动性 4

1.2.2　电子波长λ和频率ν的直观物理意义 4

1.2.3 电子波长λ和频率ν与速度ν的关系 4

1.3 电子双缝实验的诠释 5

1.4 电子隧道效应的诠释 6

1.5 “上帝是否掷骰子”的直接检验实验 7

1.6 自转与电子在限定体系的量子性 8

1.7 E＝γmc2与电子的静质能、平动动能和旋转能量的对应 9

第二章　氢原子结构 13

导言 13

2.1 玻尔氢原子结构模型 13

2.2 自转与波动性 14

2.3 自转与角动量量子化条件 15

2.4 自转与氢原子的球型结构 15

2.5 自转与氢原子不辐射电磁波的原因 17

2.6 氢原子半径及能量的计算 18

2.6.1　氢原子半径的计算 18

2.6.2　氢原子能量的计算 19

第三章　氦原子结构 21

导言 21

3.1 电子配对的直观物理图像 21

3.2 氦原子的球型结构 22

3.3 自旋相反的物理意义 24

3.4 Pauli原理的物理本质 26

3.5 氦原子体系的受力分析 26

3.6 氦原子体系能量和半径的计算 28

3.7 氦原子电离能的计算 30

第四章　直观对称原子结构模型 33

导言 33

4.1 多电子原子结构 35

4.1.1 电子在原子核外的运动方式 35

4.1.2　电子运动轨道的伸展方向 37

4.2 直观对称原子结构模型 37

4.3 对称驻波轨道形成和电子排布规则 40

4.4 多电子原子结构的物理图像 42

4.4.1 第一周期的核外电子排布 42

4.4.2　第二周期的核外电子排布 43

4.4.3　第三周期的核外电子排布 44

4.4.4　第四周期的核外电子排布 44

4.4.5　第五周期的核外电子排布 46

4.4.6　第六周期的核外电子排布 48

4.4.7　第七周期的核外电子排布 50

4.4.8　第八周期的核外电子排布 51

4.4.9　第九周期的核外电子排布 52

4.5 对称模型与元素周期律 53

第五章　四面体成键与主族非金属化合物的结构 55

导言 55

5.1 化学键的本质 56

5.2 主族非金属元素的结构特征 56

5.3 碳单质及化合物的结构与四面体成键 57

5.3.1 碳的结构特征 57

5.3.2 立方金刚石的结构与正四面体成键 57

5.3.3　六方金刚石的结构与正四面体成键 58

5.3.4　石墨的结构与四面体成键 59

5.3.5　球碳的结构与四面体成键 60

5.3.6　CH4和C2H6的几何结构与拓扑结构 61

5.3.7　C2H4的几何结构与拓扑结构 62

5.3.8　CO2的几何结构与拓扑结构 62

5.3.9　C2H2和HCN的几何结构与拓扑结构 63

5.3.10　CO的几何结构与拓扑结构 64

5.3.11　C6H6的几何结构与拓扑结构 64

5.3.12　C5H6和C5H5-的几何结构与拓扑结构 66

5.4 氮的化合物结构与四面体成键 68

5.4.1　氮的结构特征 68

5.4.2　N2的结构与拓扑结构 68

5.4.3　NH3的几何结构与拓扑结构 68

5.4.4　N(SiH3)3的几何结构与拓扑结构 69

5.4.5　HN3和N3-的几何结构与拓扑结构 70

5.4.6　NO的几何结构与拓扑结构 71

5.4.7 FNO的几何结构与拓扑结构 72

5.4.8　NOCH3的几何结构与拓扑结构 72

5.4.9　N2O和（NO2）+的几何结构与拓扑结构 73

5.4.10　N2O3的几何结构与拓扑结构 73

5.4.11　N2O4的几何结构与拓扑结构 74

5.4.12　NO3-和NO43-的几何结构与拓扑结构 74

5.5 氧的化合物结构与四面体成键 75

5.5.1　氧的结构特征 75

5.5.2　O2的结构 76

5.5.3　O3的几何结构与拓扑结构 77

5.5.4　H2O的几何结构与拓扑结构 77

5.5.5　H2O2的几何结构与拓扑结构 78

5.5.6　SO的几何结构与拓扑结构 78

5.5.7　XeO3、XeO4的几何结构与拓扑结构 78

5.5.8　O的四个轨道都参与成键的化合物结构 79

5.6 氟的化合物结构与四面体成键 80

5.7 磷的化合物结构与四面体成键 80

5.7.1　磷的结构特征 80

5.7.2　P2的几何结构与拓扑结构 81

5.7.3　P4的几何结构与拓扑结构 81

5.7.4　PH3的几何结构与拓扑结构 82

5.7.5　P2O3的几何结构与拓扑结构 82

5.7.6　P2O5的几何结构与拓扑结构 83

5.7.7　PO43-的几何结构与拓扑结构 83

5.7.8　PCl5的几何结构与拓扑结构 84

5.7.9　PCl6-的几何结构与拓扑结构 84

5.8 硫的化合物结构与四面体成键 85

5.8.1　硫的结构特征 85

5.8.2　H2S的几何结构与拓扑结构 85

5.8.3　SO2的几何结构与拓扑结构 85

5.8.4　SO3的几何结构与拓扑结构 86

5.8.5　SO42-的几何结构与拓扑结构 86

5.8.6　立方ZnS的几何结构与拓扑结构 87

5.8.7　六方ZnS的几何结构与拓扑结构 88

5.8.8　SF6的几何结构与拓扑结构 89

5.8.9　Me3NSO2的几何结构与拓扑结构 89

5.9 氯的化合物结构与四面体成键 90

5.9.1　氯的结构特征 90

5.9.2　HCl的拓扑结构 90

5.10　第三周期非金属含氧酸根离子的结构 91

5.11　铍的化合物结构与四面体成键 92

5.11.1　铍的结构特征 92

5.11.2　链状多聚BeCl2的几何结构与拓扑结构 92

5.11.3　立方BeO的几何结构与拓扑结构 93

5.11.4　气态BeCl2的几何结构与拓扑结构 94

5.11.5　二甲基铍Be(CH3)2的几何结构与拓扑结构 95

5.12　铝的化合物结构与四面体成键 97

5.12.1　铝的结构特征 97

5.12.2　三甲基铝Al2(CH3)6的几何结构与拓扑结构 98

5.12.3　Al2Cl6的几何结构与拓扑结构 98

第六章　四面体成键与硼烷结构 101

导言 101

6.1 硼的结构特征 102

6.2 硼烷的成键方式 103

6.3 硼烷的几何结构与四面体成键 104

6.3.1 B2H6的几何结构与拓扑结构 105

6.3.2　B3H9的几何结构与拓扑结构 105

6.3.3　B4H10的几何结构与拓扑结构 106

6.3.4　B5H9的几何结构与拓扑结构 106

6.3.5　B6H10的几何结构与拓扑结构 107

6.3.6　B5H11的几何结构与拓扑结构 107

6.3.7　B8H12的几何结构与拓扑结构 108

6.3.8　B10H14的几何结构与拓扑结构 109

6.4 封闭性硼烷的几何结构与四面体成键 110

6.4.1　B5H52-的几何结构与拓扑结构 111

6.4.2　B6H62-的几何结构与拓扑结构 112

6.4.3　B7H72-的几何结构与拓扑结构 112

6.4.4　B12H122-的几何结构与拓扑结构 113

6.5 R-12B12的几何结构与四面体成键 114

6.5.1 B12十二面体结构单元内部的拓扑结构 114

6.5.2　同层B12结构单元之间的成键方式 115

6.5.3 不同层B12结构单元之间的成键方式 116

6.6 碳硼烷的几何结构与四面体成键 116

6.6.1 C2B3H5的几何结构与拓扑结构 117

6.6.2　C2B4H6的几何结构与拓扑结构 118

6.6.3　C2B4H8的几何结构与拓扑结构 118

6.6.4　CB5H9的几何结构与拓扑结构 119

6.6.5　C2B10H12的几何结构与拓扑结构 120

6.7 [C2B9H11]2-的拓扑结构与络合物结构 121

6.7.1 [C2B9H11]2-的几何结构与拓扑结构 121

6.7.2 [(C2B9H11)Fe(C5H5)]-的几何结构与拓扑结构 121

6.7.3 [Fe(C2B9H11)2]2-的几何结构与拓扑结构 122

6.7.4 [Cu(C2B9H11)2]2-的几何结构与拓扑结构 123

第七章　对称模型与第一过渡系金属络合物的结构 125

导言 125

7.1 第一过渡系金属元素的结构特征 126

7.2 形成正八面体构型络合物的结构原因 127

7.2.1 TiCl62-的几何结构与拓扑结构 127

7.2.2　Cr(CO)6的几何结构与拓扑结构 128

7.2.3　MnF64-的几何结构与拓扑结构 129

7.2.4　Fe(CN)63-的几何结构与拓扑结构 130

7.2.5　Co(NH3)63+的几何结构与拓扑结构 131

7.2.6　Ni(H2O)62+的几何结构与拓扑结构 132

7.3 配位体对B电子能量和分布的影响 133

7.3.1 配位体对B电子能量的影响 133

7.3.2　配位体对B电子分布的影响 133

7.4 B电子的分布对八面体几何构型的影响 138

7.4.1 畸变八面体络合物与B电子分布的关系 139

7.4.2　B9组态畸变八面体络合物Cu(bipy)3(ClO4)2的拓扑结构 139

7.4.3　B9组态畸变八面体络合物CuX2的拓扑结构 141

7.4.4　B8组态畸变八面体络合物Ni(diars)2I2的拓扑结构 142

7.4.5　B4组态畸变八面体络合物Mn(O2C7H5)3的拓扑结构 144

7.5 特殊畸变八面体络合物的结构 146

7.5.1 四方锥构型络合物Ni(CN)53-的几何结构与拓扑结构 146

7.5.2　三角双锥构型络合物Fe(CO)5的几何结构与拓扑结构 148

7.5.3　三角双锥构型络合物CuCl53-的几何结构与拓扑结构 150

7.5.4　四方锥构型络合物MnCl52-的几何结构与拓扑结构 151

7.5.5　平面正方形络合物Ni(CN)42-的几何结构与拓扑结构 153

7.5.6　平面三角形络合物与八面体成键 154

7.6 第一过渡系金属环戊二烯络合物的结构 155

7.6.1 第一过渡系金属形成环戊二烯络合物的结构原因 155

7.6.2　Fe(C5H5)2的几何结构与拓扑结构 156

7.6.3 Ni(C5H5)2的几何结构与拓扑结构 158

7.6.4　(C5H5)Mn(CO)3的几何结构与拓扑结构 160

7.6.5　[(C5H5)Fe(C2B9H11)]-的几何结构与拓扑结构 161

7.6.6 [Ni2(C5H5)3]+的几何结构与拓扑结构 161

7.6.7 [Fe3(C5H5)4]2+的几何结构与拓扑结构 162

7.7 正八面体与正四面体混合方位成键的络合物结构 163

7.7.1 形成正四面体络合物的结构原因 163

7.7.2 正八面体与正四面体混合方位成键的结构原因 164

7.7.3 Ti(NO3)4的几何结构与拓扑结构 164

7.7.4　CrO83-的几何结构与拓扑结构 166

7.7.5　(NH3)3CrO4的几何结构与拓扑结构 167

7.8 五配位和六配位构型络合物的可逆转换 168

7.8.1 五配位和六配位可逆转换的结构原因 168

7.8.2　血红蛋白和肌红蛋白的结构 168

7.8.3　血红蛋白Hb中五配位Fe2+的成键方式 169

7.8.4　Hb（O2）中六配位Fe2+的成键方式 171

7.8.5　Hb（O2）中配位态O2的成键方式 172

7.9 第一过渡系原子簇化合物的几何结构与拓扑结构 173

7.9.1 双核络合物Cr2(CH3COO)4(H2O)2的几何结构与拓扑结构 173

7.9.2　双核络合物Cu2(CH3COO)4(H2O)2的几何结构与拓扑结构 175

7.9.3　双核络合物Cr2Cl93-的几何结构与拓扑结构 176

7.9.4　双核络合物Mn2(CO)10的几何结构与拓扑结构 178

7.9.5　双核络合物Fe2(CO)9的几何结构与拓扑结构 179

7.9.6　双核络合物Co2(CO)8的几何结构与拓扑结构 181

7.9.7　三核原子簇化合物Fe3(CO)12的几何结构与拓扑结构 183

7.9.8　三核原子簇化合物（CCH3）Co3（CO）9的几何结构与拓扑结构 184

7.9.9　四核原子簇化合物Co4(CO)12的几何结构与拓扑结构 185

7.9.10　四核原子簇化合物Fe4(C5H5)4(CO)4的几何结构与拓扑结构 187

7.9.11　五核原子簇化合物［Ni5(CO)12］2-的几何结构与拓扑结构 189

7.9.12　六核原子簇化合物［HCo6(CO)15］-的几何结构与拓扑结构 191

第八章　对称模型与第二过渡系金属络合物的结构 194

导言 194

8.1 第二过渡系金属元素的结构特征 195

8.2 立方八面体成键与内层电子分布的因果关系 196

8.3 三帽三角柱成键与内层电子分布的因果关系 198

8.3.1 TcH92-的几何结构与拓扑结构 199

8.3.2　Mo(dien)(CO)3的几何结构与拓扑结构 200

8.3.3　K2［Mo2O5(C2O4)2(H2O)2］的几何结构与拓扑结构 202

8.3.4　NbCl5的几何结构与拓扑结构 203

8.3.5　NbOCl3二聚体的几何结构与拓扑结构 205

8.3.6　NbF5四聚体的几何结构与拓扑结构 206

8.3.7　[Mo3S(S2)6]2-的几何结构与拓扑结构 207

8.3.8　Mo(C6H6)(CO)3的几何结构与拓扑结构 209

8.3.9　Mo2(NMe)6的几何结构与拓扑结构 210

8.4 第二过渡系金属环戊二烯络合物的结构 211

8.4.1 第二过渡系金属形成环戊二烯络合物的结构原因 211

8.4.2　Ru(C5H5)2的几何结构与拓扑结构 212

8.4.3　(C5H5)2MoH2的几何结构与拓扑结构 213

8.4.4　(C5H5)2NbCl2的几何结构与拓扑结构 214

8.4.5　(C5H5)2ZrCl2的几何结构与拓扑结构 215

8.4.6 (C5H5)Mo(CO)3（C2H5）的几何结构与拓扑结构 216

8.5 畸变三帽三角柱络合物的结构 218

8.5.1 八配位十二面体构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 218

8.5.2　八配位四方反棱柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 219

8.5.3　七配位单帽三角柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 221

8.5.4　七配位五角双锥构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 222

8.5.5　七配位带帽八面体构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 223

8.5.6　部分六配位八面体构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 224

8.5.7　六配位三角柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 224

8.6 正六面体面心与棱中心混合方位成键的络合物结构 225

8.6.1 Mo(CO)6的几何结构与拓扑结构 225

8.6.2 [Ru2N2(NH3)10]4+的几何结构与拓扑结构 227

8.6.3　Mo2Cl93-的几何结构与拓扑结构 228

8.6.4　[Ru2OCl10]4-的几何结构与拓扑结构 230

8.6.5 [Ru3O2(NH3)14]6+的几何结构与拓扑结构 231

8.6.6　平面正方形构型络合物的成键方位 233

8.7 第二过渡系原子簇化合物的几何结构与拓扑结构 233

8.7.1 双核络合物Mo2Cl84-的几何结构与拓扑结构 234

8.7.2 双核络合物Mo2(CH3COO)4的几何结构与拓扑结构 235

8.7.3 双核络合物Mo2(CH2SiMe3)6的几何结构与拓扑结构 236

8.7.4 双核络合物Mo2(OR)6的几何结构与拓扑结构 237

8.7.5 双核络合物Mo2(CH2CMe3)6的几何结构与拓扑结构 238

8.7.6 双核络合物［Mo2（μ-S2）2（S2）4］2-的几何结构与拓扑结构 239

8.7.7　链状NbCl4的几何结构与拓扑结构 241

8.7.8　三核原子簇化合物［Mo3O4(C2O4)3(H2O)3］2-的几何结构与拓扑结构 243

8.7.9 三核原子簇化合物［Mo3（μ3-O）（μ2-O）3F9］5-的几何结构与拓扑结构 244

8.7.10 三核原子簇化合物Mo3O13的几何结构与拓扑结构 245

8.7.11 四核原子簇化合物Mo4S3X（μ-dtp）3（dtp）3的几何结构与拓扑结构 247

8.7.12 六核原子簇化合物Mo6Cl84+的几何结构与拓扑结构 248

8.7.13 六核原子簇化合物Nb6Cl122+的几何结构与拓扑结构 250

8.7.14 六核原子簇化合物Rh6(CO)16的几何结构与拓扑结构 251

8.7.15 六核原子簇化合物［HRu6(CO)18］-的几何结构与拓扑结构 253

第九章 对称模型与第三过渡系金属络合物的结构 257

导言 257

9.1 第三过渡系金属元素的结构特征 258

9.2 三帽三角柱成键与内层电子分布的因果关系 259

9.2.1　ReH92-的几何结构与拓扑结构 260

9.2.2　WH6(PMe2Ph)3的几何结构与拓扑结构 260

9.2.3 双核络合物W2(NR2)6的几何结构与拓扑结构 261

9.2.4　双核络合物W2(CH2CMe3)6的几何结构与拓扑结构 262

9.2.5　TaCl5的几何结构与拓扑结构 263

9.2.6　TaOCl3二聚体的几何结构与拓扑结构 265

9.2.7　TaF5四聚体的几何结构与拓扑结构 266

9.2.8 [W4O8Cl8(H2O)4]2-的几何结构与拓扑结构 267

9.2.9 Ta(CHCMe3)(C5Me5)(C2H4)PMe3的几何结构与拓扑结构 269

9.3 第三过渡系金属环戊二烯络合物的结构 270

9.3.1 第三过渡系金属形成环戊二烯络合物的结构原因 270

9.3.2　Os(C5H5)2的几何结构与拓扑结构 271

9.3.3 (C5H5)2TaH3的几何结构与拓扑结构 272

9.3.4 (C5H5)2WH3+的几何结构与拓扑结构 273

9.3.5 (C5H5)2WH2的几何结构与拓扑结构 274

9.3.6 (C5H5)2ReH的几何结构与拓扑结构 275

9.3.7 (C5H5)2Ta（CH2）（CH3）的几何结构与拓扑结构 276

9.4 畸变三帽三角柱络合物的几何结构与拓扑结构 277

9.4.1 八配位十二面体构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 277

9.4.2　八配位四方反棱柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 278

9.4.3　七配位单帽三角柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 279

9.4.4　七配位五角双锥构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 280

9.4.5　七配位带帽八面体构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 281

9.4.6　六配位三角柱构型络合物与三帽三角柱成键的因果关系 282

9.5 三角柱面心与棱中心混合方位成键的络合物结构 283

9.5.1 [(CN)4OReO]3-的几何结构与拓扑结构 284

9.5.2 [(CN)4OReOReO(CN)4]4-的几何结构与拓扑结构 285

9.5.3 Re2OCl5(PPh3)2（C2H5COO）的几何结构与拓扑结构 287

9.5.4　Re2OCl3(PPh3)2(C2H5COO)2的几何结构与拓扑结构 288

9.5.5　W2S2(Et2NCS2)4的几何结构与拓扑结构 290

9.5.6　W2S2(Et2NCS2)2(OR)4的几何结构与拓扑结构 291

9.5.7　[Cl5ReOReCl5]4-的几何结构与拓扑结构 292

9.5.8　ReOCl3(PEt2Ph)2的几何结构与拓扑结构 294

9.5.9　Re(NR)Cl3(PEt2Ph)2的几何结构与拓扑结构 295

9.5.10　ReNCl2(PPh3)2的几何结构与拓扑结构 296

9.5.11　ReNCl2(PEt2Ph)3的几何结构与拓扑结构 297

9.5.12　Re2(CH3)2(CH3COO)4的几何结构与拓扑结构 299

9.6 第三过渡系原子簇化合物的几何结构与拓扑结构 300

9.6.1 双核络合物W2Cl93-的几何结构与拓扑结构 300

9.6.2　双核络合物W2(NC2H5)4Cl2的几何结构与拓扑结构 302

9.6.3　双核络合物W2(R2NCOO)6的几何结构与拓扑结构 303

9.6.4 双核络合物Re2(CH3COO)4Cl2的几何结构与拓扑结构 304

9.6.5 双核络合物Re2Cl82-的几何结构与拓扑结构 306

9.6.6 双核络合物Re2Cl5(DTH)2的几何结构与拓扑结构 308

9.6.7　三核原子簇化合物Re3Cl9的几何结构与拓扑结构 310

9.6.8　三核原子簇化合物Re3Cl3(CH2SiMe3)6的几何结构与拓扑结构 311

9.6.9　三核原子簇化合物［W3O2(CH3COO)6(H2O)3］2+的几何结构与拓扑结构 312

9.6.10　四核原子簇化合物Ir4(CO)12的几何结构与拓扑结构 314

9.6.11　四核原子簇化合物［Re4（μ3-S）4（μ2-S3）6］4-的几何结构与拓扑结构 315

9.6.12　四核原子簇化合物Re4（μ3-H）4（CO）12的几何结构与拓扑结构 317

9.6.13　四核原子簇化合物Re4(CO)162-的几何结构与拓扑结构 319

9.6.14　六核原子簇化合物W6Br84+的几何结构与拓扑结构 320

9.6.15　六核原子簇化合物Ta6Cl122+的几何结构与拓扑结构 321

9.6.16　六核原子簇化合物［HOs6(CO)18］-的几何结构与拓扑结构 322

9.7 第六周期Ce(NO3)63-的几何结构与拓扑结构 324

后记 327