量子化学基本原理与应用PDF电子书下载

第一章 量子力学基础——基本概念、原理和定理 1

1.1 状态与波函数 1

1.2 定态和定态Schrodinger方程——能量算符的本征方程 4

1.3 任意个力学量的算符表示 6

1.4 本征函数的性质 9

1.5 算符的代数运算和对易关系 13

1.6 不同力学量同时有确定值的条件 17

1.7 状态叠加原理 18

1.8 力学量的平均值和差方平均值 22

1.9 不确定关系 25

1.10 Schrodinger方程 29

本章结束语 34

习题 34

第二章 分子的平动、转动和振动 39

2.1 方盒中的粒子 39

2.2 轨道角动量 44

2.3 刚性转子 60

2.4 一维谐振子 非谐振性修正 62

2.5 Morse势能函数 72

习题 72

第三章 表象理论 77

3.1 矩阵 77

3.2 状态和力学量的表象 85

3.3 量子力学公式的矩阵表述 91

3.4 Dirac符号 94

习题 109

第四章 电子自旋和角动量 111

4.1 电子自旋 111

4.2 角动量的一般讨论 119

习题 124

第五章 多体问题和近似方法 126

5.1 二体问题和多体问题 126

5.2 全同性原理 131

5.3 定态微扰理论 140

5.4 变分法 145

5.5 分割技术 153

5.6 Born-Oppenheimer近似 162

习题 165

第六章 原子结构 167

6.1 单电子原子的定态Schrodinger方程及其解 167

6.2 量子数n l m的物理意义和相互关系空间量子化 202

6.3 总的状态波函数和能量 205

6.4 无外场时单电子原子光谱、光谱项 210

6.5 Zeeman效应 217

6.6 Stark效应 223

6.7 氦原子 226

6.8 多电子原子——原子轨道和中心力场近似 235

6.9 多电子原子的状态和光谱项 238

习题 242

第七章 群论 245

7.1 群的基本概念和一般理论 245

7.2 点群 259

7.3 群表示理论 273

7.4 群论和量子力学、量子化学 293

习题 322

第八章 价键理论 326

8.1 氢分子——电子配对法的量子力学基础 326

8.2 Hellmann-Feynman定理和Virial定理 341

8.3 双原子分子 347

8.4 杂化轨道理论 351

8.5 共轭分子 多原子分子的一般价键理论 372

本章参考文献 384

习题 384

第九章 简单分子轨道理论 387

9.1 简单分子轨道理论的基本思想和一般方法 387

9.2 含不饱和键的小分子 390

9.3 共轭分子的电子结构 398

9.4 共轭直链多烯和单环多烯的一般处理成对定理 432

9.5 交替烃和非交替烃 437

9.6 分子轨道图形理论 441

9.7 共轭分子的稳定性4N＋2规则 471

9.8 芳香性 478

9.9 共轭分子的反应活性 489

9.10 只含σ键的分子 497

9.11 周环反应的对称规律 分子轨道对称守恒原理 512

9.12 几何构型问题 531

9.13 氢分子——分子轨道理论和价键理论的比较 539

本章参考文献 542

习题 542

第十章 自洽场分子轨道理论 547

10.1 自洽场的基本原理——Hartree方程 547

10.2 变分原理 考虑自旋的自洽场方法——Fock方程 551

10.3 自洽场分子轨道 交换能 560

10.4 闭壳层和开壳层LCAOSCFMORoothaan方程 570

10.5 正则分子轨道Koopmans定理 584

10.6 从头计算 多中心积分 585

10.7 基函数 590

10.8 计算过程及例子 595

10.9 势能面、几何构型优化和能量梯度法 601

10.10 应用示例Mo2 C8簇的从头计算和几何构型优化 608

本章参考文献 611

习题 611

第十一章 后自洽场方法 612

11.1 电子相关 612

11.2 组态相互作用（CI） 614

11.3 多组态自洽场（MCSCF）方法 618

11.4 置换群和Gel′fand基 623

11.5 Woodward-Hoffmann规则的组态相互作用研究 636

11.6 多体微扰理论（MBPT）和Muller-Plesset微扰法 659

11.7 耦合簇（CC）理论 661

11.8 小结和评论 665

11.9 应用示例——C2 H ＋ 5的几何构型优化和MP2计算 667

本章参考文献 671

习题 671

第十二章 半经验方法 673

12.1 CNDO，INDO和NDDO 673

12.2 MINDO，MNDO，AM1，PM3和PRDDO 681

12.3 ZINDO（INDO/CI，INDO/S）和CNDO/S 686

12.4 EHMO（EHT） 690

12.5 PPP方法 696

12.6 PMO方法 699

12.7 数学准备——Bessel函数 702

12.8 Xα方法 710

12.9 芳烃硝化反应机理的理论研究 723

12.10 模拟硅铝催化剂上表面酸的研究 732

12.11 苯甲酰苯胺激发态质子转移反应的研究 740

本章参考文献 751

习题 752

第十三章 密度矩阵理论 754

13.1 系综密度矩阵 754

13.2 约化密度矩阵 759

13.3 自然展开 766

13.4 自然轨道 772

13.5 本征值的上界 774

13.6 能量的下界 779

13.7 N表示理论 783

13.8 用密度矩阵理论推导Hartree-Fock-Roothaan方程 785

习题 793

第十四章 密度泛函理论 分子反应动力学 795

14.1 泛函和密度泛函 795

14.2 Hoheberg-Kohn定理 796

14.3 Kohn-Sham方法和方程 798

14.4 密度泛函理论中不同级别的近似方法 801

14.5 自相互作用 808

14.6 DFT与HF方法的比较及其优缺点 809

14.7 展望 815

14.8 溶剂效应 819

14.9 分子反应动力学 内禀反应坐标理论 825

14.10 1CHCl＋N2 O反应动力学研究 835

14.11 主要量子化学理论与计算方法小结 851

本章参考文献 852

习题 852

第十五章 光电材料的分子设计 854

15.1 非线性光学效应 854

15.2 非线性极化率张量的量子力学描述——完全态求和（SOS）公式 857

15.3 非线性光学材料 868

15.4 线型共轭分子——类胡萝卜素系列分子的二阶非线性光学性质 871

15.5 二阶非线性光学系数与共轭分子链长的关系 876

15.6 二维平面共轭分子——金属卟啉和金属酞菁的三阶非线性光学性质 880

15.7 激发态光谱和反饱和吸收——稳态模型 892

15.8 计算非线性光学系数的三种方法：SOS，FF及CPHF质子转移增强光学非线性 896

15.9 螺旋共轭及有关非线性光学材料的分子设计 900

15.10 从分子到晶体——BNPT-DTO和BNPT-DTT分子和晶体非线性光学性质的研究 917

15.11 双光子吸收 921

15.12 一维共轭线型分子的双光子吸收 924

15.13 二维共轭平面分子的双光子吸收 930

15.14 八极矩和准八极矩分子的双光子吸收 949

15.15 树枝状分子的双光子吸收 966

15.16 电致发光原理及相应的量子化学研究方法 973

15.17 有机共轭化合物的电致发光 986

15.18 金属有机配合物的电致发光 990

15.19 高聚物和低聚物的电致发光 1006

本章参考文献 1018

习题 1018

第十六章 碳笼化学与物理 1019

16.1 碳笼的发现、命名和结构规则 1019

16.2 碳笼化学 1023

16.3 C60，C70的结构和电子光谱 1026

16.4 C60，C70的非线性光学性质 1033

16.5 C60/苯胺 电荷转移络合物 1038

16.6 C60的激发态光谱和反饱和吸收 1042

16.7 C60，C70的双光子吸收 1046

16.8 C￣60的Jahn-Teller畸变、电子结构和光谱 1052

16.9 碳笼的加成产物C60On（n=1，2，3）C60 R（R=CH2，NH＋2，SiH2） 1062

16.10 （4，5-二氮杂-9-亚芴基）C60和（二噻吩[3，2-b：3′，2′-d]环戊烷-4-亚基）C60 1078

16.11 C60双炔化合物 1085

16.12 C60吡咯/二茂铁 1093

16.13 系列醌型C60衍生物 1102

16.14 给受体型化合物卟啉锌/C60和卟啉锌/二酰胺萘 1114

16.15 内含C60的环状卟啉锌双体超分子 1123

16.16 C28 H4-n Cln（n=0～4） 1128

16.17 双碳笼化合物C 120 On（n=1，2） 1139

16.18 金属碳笼（一）M8 C12 1152

16.19 金属碳笼（二）Nb@C＋40 NbC＋39Nb@C40 H＋4 1165

16.20 非金属杂原子碳笼C59 N，C69 N及其双笼化合物（C59N）2，（C69N）2 1169

16.21 C59 HN和C59（CHPh2）N 1181

16.22 N@C60笼 1188

16.23 硅杂碳笼CnSi（n=28，29，49，50） 1189

16.24 C52，C56，C58五边形分离规则 1202

16.25 C56 Cl8和C56 Cl10 1220

16.26 C74和Ca@ C74遗失的碳笼 1224

本章参考文献 1232

习题 1232

附录 1233

全书参考书目 1245

外文-中文人名对照表 1245