结构化学 第2版PDF电子书下载

第1章 量子力学基础 1

1.1 量子力学产生的背景 1

1.1.1 经典物理学的困难与旧量子论的诞生 1

1.1.2 实物微粒的波粒二象性 6

1.1.3 不确定关系 9

1.2 量子力学基本原理 11

1.2.1 波函数与微观粒子的状态 11

1.2.2 力学量和算符 13

1.2.3 量子力学的基本方程 16

1.2.4 态叠加原理 18

1.2.5 关于自旋 19

1.3 量子力学基本原理的简单应用 19

1.3.1 势箱中运动的粒子 19

1.3.2 线性谐振子 26

1.3.3 量子力学处理微观体系的一般步骤与量子效应 27

思考题与习题 28

第2章 原子结构与原子光谱 30

2.1 单电子原子的Schr？dinger方程及其解 30

2.1.1 单电子原子的Schr？dinger方程 30

2.1.2 分离变数法 31

2.1.3 单电子原子Schr？dinger方程的一般解 32

2.2 量子数与波函数 37

2.2.1 量子数n、l、m的物理意义 37

2.2.2 波函数ψnlm（r，θ，？）的物理意义 41

2.2.3 波函数与电子云的图形表示 42

2.3 多电子原子结构与原子轨道 47

2.3.1 多电子原子的Schr？dinger方程与单电子近似 47

2.3.2 中心势场模型 49

2.3.3 Hartree自洽场法 51

2.4 电子自旋与Pauli原理 53

2.4.1 电子自旋的假设 53

2.4.2 Pauli原理 54

2.4.3 Hartree-Fock自洽场法 56

2.5 原子的状态和原子光谱 56

2.5.1 基态原子的电子组态 56

2.5.2 原子的量子数与原子光谱项 57

2.5.3 原子光谱项的确定 60

2.5.4 Hund规则与基谱项的确定 61

2.5.5 原子光谱 62

思考题与习题 66

第3章 双原子分子结构与性质 68

3.1 分子轨道理论与H＋2结构 68

3.1.1 H＋2的基态 68

3.1.2 分子轨道理论 74

3.1.3 分子轨道理论发展现状 78

3.2 双原子分子的结构与性质 78

3.2.1 同核双原子分子 78

3.2.2 异核双原子分子 81

3.3 价键理论简介 83

3.3.1 价键法对氢分子的解 83

3.3.2 价键理论与分子轨道理论 85

3.4 双原子分子光谱 86

3.4.1 双原子分子整体运动的分解及相应光谱 86

3.4.2 双原子分子的转动光谱 87

3.4.3 双原子分子的振动光谱 90

3.4.4 双原子分子的电子光谱 92

思考题与习题 94

第4章 分子的对称性和点群 96

4.1 分子的对称性 96

4.1.1 对称操作和对称元素 96

4.1.2 分子的对称操作 97

4.2 点群 98

4.2.1 群的定义 98

4.2.2 分子的点群 99

4.2.3 群的乘法表 103

4.2.4 分子的偶极矩和旋光性的预测 104

4.3 群的表示 105

4.3.1 矩阵 105

4.3.2 对称操作的矩阵表示 106

4.3.3 群的表示 108

4.3.4 不可约表示 108

4.3.5 特征标和特征标表 109

4.3.6 应用实例——H2O的分子轨道 110

思考题与习题 113

第5章 多原子分子结构与性质 115

5.1 饱和分子的离域、定域轨道和杂化轨道理论 115

5.1.1 甲烷的离域、定域分子轨道 115

5.1.2 杂化轨道理论 118

5.2 共轭分子结构与HMO法 121

5.2.1 HMO法概述 121

5.2.2 丁二烯和链烯烃的解 123

5.2.3 苯和环烯烃的解 125

5.2.4 分子图 127

5.2.5 离域π键形成的条件及分类 130

5.2.6 HMO法的局限性 131

5.3 缺电子分子与多中心键 131

5.3.1 缺电子分子 131

5.3.2 二硼烷的结构 132

5.3.3 多硼烷和其他缺电子分子 133

5.4 多原子分子的振动光谱 135

5.4.1 分子振动的自由度 135

5.4.2 分子的红外光谱及其应用 136

5.5 分子的磁共振谱与光电子能谱 139

5.5.1 分子的磁性 139

5.5.2 核磁共振（NMR） 142

5.5.3 电子顺磁（或自旋）共振（EPR或ESR） 145

5.5.4 光电子能谱（PES） 147

思考题与习题 151

第6章 配位化合物和簇合物的结构与性质 153

6.1 配位场理论简介 153

6.1.1 晶体场理论 153

6.1.2 配位场理论简介 158

6.2 CO和N2配位化合物的结构与性质 160

6.2.1 羰基配合物 160

6.2.2 N2的配合物与固氮 161

6.3 有机金属配合物的结构与性质 162

6.3.1 蔡斯（Zeise）盐 162

6.3.2 夹心式配合物 164

6.4 原子簇化合物的结构与性质 166

6.4.1 过渡金属簇合物 166

6.4.2 富勒烯 168

思考题与习题 168

第7章 晶体结构的点阵理论 170

7.1 晶体的点阵结构与晶体的缺陷 170

7.1.1 晶体概述 170

7.1.2 晶体的点阵结构理论 171

7.1.3 理想晶体与实际晶体中的缺陷 178

7.2 晶体结构的对称性 180

7.2.1 晶体的宏观对称性 181

7.2.2 晶体的微观对称性 186

7.2.3 对称性应用举例 189

7.3 X射线晶体结构分析原理 190

7.3.1 X射线在晶体中的衍射 190

7.3.2 衍射方向与晶胞参数 191

7.3.3 衍射强度与晶胞中原子的分布——系统消光条件 193

7.3.4 单晶结构分析简介 195

思考题与习题 198

第8章 晶体的结构与晶体材料 200

8.1 晶体结构的能带理论与密堆积原理 200

8.1.1 晶体结构的能带理论 200

8.1.2 晶体结构的密堆积原理 207

8.2 金属晶体的结构与应用 211

8.2.1 金属晶体的性质与金属键的本质 211

8.2.2 单质金属晶体的结构和金属原子半径 212

8.2.3 合金的结构及性质 214

8.2.4 金属晶体材料示例 217

8.3 离子晶体的结构与应用 219

8.3.1 离子晶体的典型结构型式和离子键 219

8.3.2 晶格能的计算与测定 220

8.3.3 离子极化和键型变异现象 222

8.3.4 离子半径 224

8.3.5 离子晶体材料示例 229

8.4 共价键型晶体、分子型晶体和混合键型晶体的结构与应用 232

8.4.1 共价键型晶体的结构 232

8.4.2 分子型晶体的结构 233

8.4.3 混合键型晶体的结构 236

8.4.4 共价键型、分子型及混合键型晶体材料举例 237

8.5 液晶 239

8.5.1 液晶概述 239

8.5.2 液晶的类型及结构 240

8.5.3 液晶的特性及应用 241

思考题与习题 243

第9章 量子化学计算方法简介 244

9.1 ab initio方法 244

9.1.1 Hartree-Fock-Roothaan（RHF）方程 244

9.1.2 ab initio方法 246

9.1.3 基组 247

9.2 密度泛函理论（DFT）方法 248

9.2.1 密度泛函理论的发展历程 248

9.2.2 密度泛函理论的几种近似方法 249

9.3 常用计算方法 251

9.4 算例及Gaussian程序 251

9.4.1 Gaussian程序简介 252

9.4.2 分子几何构型输入 253

9.4.3 单点能量计算 255

9.4.4 分子几何构型优化 259

9.4.5 频率分析 262

思考题与习题 266

化学上重要对称群的特征标表 267

参考文献 274