物质结构基本原理 第2版PDF电子书下载

第一章 量子力学基础 1

1.1 量子力学的产生背景 1

1.1.1 黑体辐射和能量量子化 1

1.1.2 光电效应和光的二象性 2

1.1.3 氢原子光谱和玻尔理论 3

1.1.4 实物粒子的二象性和电子衍射 4

1.1.5 不确定关系 5

1.2 研究领域与运动规律 6

1.3 算符 7

1.4 量子力学的基本假定 9

1.4.1 状态的描述 9

1.4.2 力学量的描述 10

1.4.3 状态方程 11

1.4.4 测量问题 11

1.4.5 态叠加原理 11

1.5 一维箱中的粒子 12

1.6 三维箱中的粒子 15

1.7 一维谐振子 16

1.7.1 量子力学方法处理 16

1.7.2 量子力学与经典力学结果对比 19

1.8 变分法 21

1.8.1 基态变分法 21

1.8.2 激发态变分法 23

1.8.3 线性变分法 23

习题 25

第二章 原子结构 29

2.1 单电子原子的薛定谔方程 29

2.2 单电子原子薛定谔方程的解 31

2.2.1 φ（φ）方程的解 32

2.2.2 Θ（θ）方程的解 33

"2.2.3 Y（θ,φ）方程的解 34

2.2.4 R（r）方程的解 35

"2.2.5 波函数ψ（r,θ,φ） 36

2.3 波函数的图像 37

2.3.1 径向分布 37

2.3.2 角度分布 39

2.3.3 空间分布 41

2.4 单电子原子的角动量和磁矩 43

2.5 电子自旋和旋轨轨道 45

2.6 单电子原子的状态 46

2.7 氦原子 48

2.7.1 薛定谔方程 48

2.7.2 忽略电子相互作用 49

2.7.3 基态变分法 50

2.8 多电子原子 52

2.8.1 忽略电子相互作用 52

2.8.2 单电子近似和原子轨道 52

2.8.3 中心力场近似 53

2.8.4 屏蔽系数法和斯莱脱规则 54

2.8.5 自洽场方法 55

2.9 保里原理和行列式波函数 56

2.10 核外电子排布 58

附录2.1 Θ（θ）方程的解 58

附录2.2 R（r）方程的解 61

习题 64

第三章 原子光谱 67

3.1 能量单位和谱项 67

3.2 氢原子光谱的精细结构 68

3.2.1 相对论效应 69

3.2.2 电子自旋效应 69

3.2.3 选择定则 70

3.2.4 塞曼效应 70

3.3 多电子原子的角动量和光谱项符号 71

3.4 由电子组态求光谱项 73

3.4.1 不等价电子的光谱项 73

3.4.2 等价电子的光谱项 74

3.5 多电子原子光谱 76

3.5.1 能级 76

3.5.2 选择定则 78

3.5.3 塞曼效应 79

习题 80

第四章 分子的对称性 81

4.1 对称操作和对称元素 81

4.1.1 对称操作和对称元素的类型 82

4.1.2 对称操作的乘积 83

4.1.3 对称元素的周期 84

4.1.4 独立的对称元素 85

4.2 对称类型——点群 86

4.3 分子的对称性与极性 88

4.4 分子的对称性与旋光性 90

4.5 对称操作用矩阵表示 91

4.6 群论知识 94

4.6.1 群 95

4.6.2 群的表示 97

习题 102

第五章 分子轨道理论 105

5.1 氢分子离子H？结构 105

5.1.1 氢分子离子H？的薛定谔方程 105

5.1.2 氢分子离子H？薛定谔方程的解 106

5.1.3 关于积分Sab、Haa和Hab 107

5.1.4 结果的讨论 109

5.2 分子轨道理论大意 110

5.3 原子轨道的线性组合和成键三原则 111

5.4 双原子分子 114

5.4.1 同核双原子分子 114

5.4.2 异核双原子分子 117

5.5 双原子分子的光谱项 118

5.5.1 双原子分子的角动量和光谱项 118

5.5.2 由电子组态求光谱项 120

5.5.3 分子的光谱项 121

5.5.4 谱项的能量曲线 123

5.6 简单分子轨道方法（HMO）和共轭分子结构 124

5.6.1 丁二烯 124

5.6.2 本征行列式与分子骨架 127

5.6.3 直链共轭多烯 127

5.6.4 单环共轭分子 128

5.7 电荷密度、键级、自由价、分子图和化学活性 131

5.7.1 电荷密度 131

5.7.2 键级 131

5.7.3 自由价 132

5.7.4 分子图 132

5.7.5 分子图和化学活性 133

5.8 分子轨道对称守恒原理——电环合反应 134

习题 138

第六章 价键理论 141

6.1 海特勒-伦敦法解H2分子 141

6.2 价键理论大意 144

6.3 价键理论对一些简单分子的应用 144

6.4 杂化轨道理论 145

6.4.1 s-p杂化 145

6.4.2 s-p-d等性杂化轨道的简单讨论 152

6.5 定域分子轨道和离域分子轨道—甲烷 153

习题 156

第七章 配位化合物和原子簇化合物 158

7.1 晶体场理论 158

7.1.1 d轨道能级的分裂 158

7.1.2 分裂能 159

7.1.3 高自旋和低自旋 161

7.1.4 晶体场稳定化能 162

7.1.5 姜-泰勒效应 164

7.1.6 在配体场中谱项和组态的分裂 164

7.2 分子轨道理论 166

7.2.1 σ分子轨道 167

7.2.2 π分子轨道 169

7.3 金属羰基配合物和σ-π配键 170

7.4 不饱和烃配合物 171

7.5 配合物的光谱和颜色 171

7.6 硼烷和碳硼烷簇合物 172

7.6.1 三中心键和缺电子键 172

7.6.2 硼烷的结构（s t y x） 174

7.6.3 描述碳硼烷结构的惠特规则 175

习题 176

第八章 分子光谱 178

8.1 分子光谱的产生 178

8.2 跃迁矩 179

8.3 双原子分子的转动光谱 180

8.3.1 刚体模型 180

8.3.2 非刚体模型 183

8.4 双原子分子的振动光谱 184

8.4.1 谐振子模型 184

8.4.2 莫斯势能函数模型 185

8.4.3 转动结构 187

8.5 线形AB2（D∞h）型三原子分子的简正振动 189

8.6 红外光谱 193

8.7 拉曼光谱 196

8.8 核磁共振 199

8.8.1 核的自旋 199

8.8.2 核磁共振 200

8.8.3 化学位移 201

8.8.4 自旋分裂 202

8.9 光电子能谱 202

8.9.1 光电子能谱的产生 202

8.9.2 X射线光电子能谱 203

8.9.3 紫外光电子能谱 204

习题 205

第九章 晶体结构 208

9.1 晶体的周期性——点阵和结构基元 208

9.1.1 点阵 208

9.1.2 结构基元 211

9.2 晶体的宏观对称性 212

9.2.1 8个宏观对称元素 212

9.2.2 32个点群 212

9.2.3 7个晶系 214

9.3 14种空间点阵型式 214

9.4 晶体的定向和点群的国际符号 217

9.4.1 晶体的定向 217

9.4.2 点群的国际符号 218

9.5 晶体的微观对称性 219

9.5.1 微观对称操作和微观对称元素 219

9.5.2 230个空间群 220

9.6 晶面指标和晶棱指标 222

9.6.1 晶面指标（h k l） 222

9.6.2 晶棱指标［u v w］ 223

9.7 晶胞 223

9.8 圆球的堆积 224

9.8.1 等径圆球的堆积方式 224

9.8.2 等径圆球堆积的空隙 226

9.8.3 不等径圆球的堆积 227

9.9 典型的晶体结构 228

9.10 分子筛结构 231

9.10.1 分子筛的结构单元 232

9.10.2 A型分子筛 233

"9.10.3 X,Y型分子筛 234

9.10.4 分子筛的吸附性能 234

9.11 晶体中的键型 235

9.11.1 金属晶体 235

9.11.2 离子晶体 236

9.11.3 共价晶体 239

9.11.4 分子晶体 239

9.11.5 混合键型晶体 239

9.12 原子和离子半径 240

习题 241

第十章 X射线结构分析 246

10.1 X射线 246

10.2 X射线在晶体上的衍射 247

10.2.1 劳厄方程 247

10.2.2 布拉格方程 249

10.2.3 劳厄方程和布拉格方程的关系 249

10.3 结构因子 251

10.4 系统消光 252

10.4.1 由点阵型式产生的系统消光 252

10.4.2 由微观对称元素引起的系统消光 254

10.5 实验方法 255

10.5.1 劳厄法 255

10.5.2 回转晶体法 256

10.5.3 粉末法 256

10.5.4 衍射仪法 258

10.5.5 单晶衍射法 258

10.6 立方晶系粉末图的指标化 259

10.7 物相定性分析 261

习题 263

附录Ⅰ 习题答案 265

附录Ⅱ 参考著作 280

附录Ⅲ 物理常数 281

附录Ⅳ 能量换算系数 282