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第一章　量子力学基础 1

1.1　经典物理所遇到的困难 1

1.1.1 黑体辐射和能量量子化 1

1.1.2　光电效应 3

1.1.3　氢原子光谱 6

1.1.4 电子衍射，实物粒子的二象性 7

1.1.5　测不准原理 8

1.2　算符 13

1.3　量子力学的基本假定 17

1.3.1　状态的描述 17

1.3.2　力学量的描述 18

1.3.3　状态方程 19

1.3.4　测量问题 20

1.3.5　态叠加原理 20

1.4　箱中的粒子 21

1.5　刚性转子 27

1.5.1　φ方程的解 28

1.5.2　？方程的解 30

1.5.3　Y方程 31

1.6　一维谐振子 33

思考题和习题 42

第二章　原子结构 46

2.1　单电子原子的Schr？dinger方程 46

2.2　单电子原子Schr？dinger方程的解 49

2.3　原子轨道图像 53

2.3.1　径向分布 54

2.3.2　角度分布 56

2.3.3 空间分布 59

2.4　角动量和磁矩 63

2.5　电子自旋和旋轨轨道 66

2.6　单电子原子的状态 67

2.7　多电子原子 71

2.7.1　氦原子 71

2.7.2 单电子近似 75

2.7.3　中心力场近似 76

2.8　原子轨道能量的计算 78

2.9　Pauli原理和Slater行列式 81

2.10　自洽场方法 84

2.11　核外电子排布 87

思考题和习题 89

第三章　原子光谱 93

3.1　原子光谱的产生 93

3.2　能量单位和谱项 94

3.3　氢原子光谱的精细结构 96

3.3.1 能级 96

3.3.2　选择定则 99

3.3.3　Zeeman效应 99

3.4　多电子原子的角动量和光谱项符号 101

3.4.1　原子的自旋角动量S 102

3.4.2　原子的轨道角动量L 102

3.4.3　原子的总角动量J 103

3.5　由电子组态确定光谱项 104

3.5.1　不等价电子的光谱项 104

3.5.2　等价电子的光谱项 106

3.6　多电子原子光谱 110

3.6.1 能级 110

3.6.2　选择定则 113

3.6.3　Zeeman效应 114

思考题和习题 116

第四章　分子的对称性 118

4.1　对称操作和对称元素 118

4.2　对称操作的乘积 122

4.3　对称元素的周期 124

4.4　独立的对称元素 125

4.5　对称类型——点群 127

4.6　对称操作用矩阵表示 133

4.7　分子的对称性与偶极矩 137

4.8　分子的对称性与旋光性 140

思考题和习题 142

第五章　双原子分子的结构 145

5.1　H+ 2的结构和共价键本质 146

5.1.1 H+ 2的Schr？dinger方程 146

5.1.2　变分法解Schr？dinger方程 147

5.1.3　积分Haa,Hab,Sab和能量 151

5.1.4　共价健的本质 154

5.2　分子轨道理论和双原子分子的结构 155

5.2.1　分子轨道理论 156

5.2.2　分子轨道的对称性特点和分类 162

5.2.3 同核双原子分子的结构 164

5.2.4　异核双原子分子的结构 171

5.3　氢分子H2的结构和价键理论 173

5.3.1　Heitler-London法解H2分子的结构 173

5.3.2　价键理论和对简单分子的应用 181

5.3.3　价键理论和分子轨道理论的初步比较 184

附录5.1　H+ 2线性变分处理中积分Sab,Haa和Hab的计算 187

思考题和习题 190

第六章　多原子分子的结构 193

6.1　杂化轨道理论 193

6.1.1 杂化轨道理论的实验基础 193

6.1.2　杂化轨道理论要点 194

6.1.3　等性s-p杂化及有关分子的结构 198

6.1.4　不等性s-p杂化及有关分子的结构 202

6.1.5　s-p-d杂化简介 204

6.2　定域轨道和离域轨道—甲烷 206

6.2.1　定域分子轨道 206

6.2.2　离域分子轨道 208

6.2.3　定域轨道和离域轨道的关系 210

6.3　HMO法和共轭分子的结构 211

6.3.1　HMO法的基本内容 212

6.3.2 丁二烯的HMO法处理 213

6.3.3　直链共轭多烯 216

6.3.4　单环共轭多烯 218

6.4　电荷密度、键级、自由价和分子图 221

6.4.1 电荷密度 221

6.4.2　键级 222

6.4.3 自由价 223

6.4.4　分子图及其应用 223

6.5　离域π键和共轭效应 226

6.5.1　离域π键的形成和类型 226

6.5.2　共轭效应 227

6.5.3　超共轭效应 228

6.6　分子轨道对称性和化学反应 230

6.6.1 周环反应的实验规律 230

6.6.2　分子轨道对称守恒原理 232

6.6.3　前线轨道理论 240

思考题和习题 244

第七章　配位化合物的结构 251

7.1　概述 251

7.2　价键理论 253

7.2.1　共价配键 253

7.2.2　电价配键 255

7.3　晶体场理论 258

7.3.1　d轨道能级的分裂 258

7.3.2　分裂能 260

7.3.3　晶体场稳定化能CFSE 264

7.3.4　Jahn-Teller效应 266

7.4　分子轨道理论与配位场理论 268

7.4.1　分子轨道理论 268

7.4.2　配位场理论简介 274

7.5　σ-π配健与有关的配合物 275

7.5.1　金属羰基配合物 275

7.5.2　不饱和烃配合物 277

7.5.3　金属夹心配合物 278

思考题和习题 279

第八章　分子光谱 282

8.1　分子光谱的产生 282

8.2　双原子分子的转动光谱 284

8.2.1　刚体模型 284

8.2.2　非刚体模型 289

8.3　双原子分子的振动光谱 290

8.3.1　谐振子模型 290

8.3.2　Morse势能函数模型 293

8.4　双原子分子的振动-转动光谱 296

8.5　线形AB2（D∞h）型三原子分子的简正振动 299

8.6　红外光谱 305

8.7　Raman光谱 309

8.8　核磁共振 313

8.8.1　核的自旋 313

8.8.2　核磁共振 314

8.8.3　化学位移 316

8.8.4 自旋分裂 318

8.9　光电子能谱 319

8.9.1　原理大意 319

8.9.2　X射线光电子能谱 320

8.9.3　紫外光电子能谱 322

思考题和习题 325

第九章　晶体结构 328

9.1　晶体的周期性—点阵和结构基元 330

9.1.1 点阵 331

9.1.2　结构基元 338

9.2　晶体的宏观对称性 338

9.2.1　8个宏观对称元素 338

9.2.2　32个点群 340

9.2.3　7个晶系 342

9.3　14种空间点阵型式 342

9.4　晶体的定向和点群的国际符号 348

9.4.1 晶体的定向 348

9.4.2 点群的国际符号 348

9.5　晶体的微观对称性 350

9.5.1　微观对称操作和微观对称元素 350

9.5.2　230个空间群 353

9.6　有理数定律和点阵面符号 356

9.6.1　有理数定律 356

9.6.2 点阵面符号 357

9.7　晶胞 359

9.8　圆球的堆积 360

9.8.1 等径圆球的堆积 360

9.8.2　不等径圆球的堆积 365

9.9　典型晶体结构 366

9.9.1　Cu型（A1型） 366

9.9.2　α-Fe型（A2型） 367

9.9.3　Mg型（A3型） 367

9.9.4　金刚石型（A4型） 368

9.9.5　石墨型（A9型） 368

9.9.6　NaCl型 369

9.9.7　CsCl型 369

9.9.8　闪锌矿（立方ZnS）型 370

9.9.9　纤锌矿（六方ZnS）型 370

9.9.10　红镍矿（NiAs）型 371

9.9.11　莹（CaF2）型 371

9.9.12　金红石（TiO2）型 372

9.10　固体的能带理论 373

9.10.1 能带的形成及其分类 373

9.10.2　Fermi能级 375

9.11　晶体的类型 376

9.11.1　金属晶体 377

9.11.2　离子晶体和晶格能 378

9.11.3　共价晶体 381

9.11.4　分子型晶体和混合键型晶体 382

9.12　原子和离子半径 383

9.12.1　共价半径 384

9.12.2　原子的金属半径 384

9.12.3　离子半径 385

9.13　分子筛结构 385

9.13.1　分子筛的结构单元 386

9.13.2　A型分子筛 389

9.13.3　X,Y型分子筛 391

9.14　晶体生长 392

9.14.1　水溶液生长 392

9.14.2　水热法生长 393

9.14.3　高温溶液法生长 393

9.14.4　熔体生长 394

9.14.5　气相外延生长 395

9.14.6　分子束外延生长 396

思考题和习题 397

第十章　X射线结构分析 401

10.1　X射线 401

10.2　X射线在晶体上的衍射 403

10.2.1　Laue方程 403

10.2.2　Bragg方程 407

10.2.3　Laue方程和Bragg方程的关系 408

10.3　结构因子 410

10.4　系统消光 412

10.4.1 由点阵类型所引起的系统消光 413

10.4.2 由微观对称元素引起的系统消光 413

10.5　实验方法 414

10.5.1　Laue法 415

10.5.2　回转晶体法 416

10.5.3　粉末照相法 417

10.5.4　衍射仪法 419

10.5.5　单晶衍射法 420

10.6　立方晶系粉末图的指标化 422

10.7　物相定性分析 424

思考题和习题 433

参考文献 437

附录Ⅰ　习题答案 439

附录Ⅱ　物理常数、换算因子和单位 453

索引 455

后记 462