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第一章 量子力学基础知识 1

一、量子力学实验基础 1

1.光的波粒二象性 1

2.实物粒子的波粒二象性 2

3.德布罗意波的统计解释 4

二、不确定关系 6

三、量子力学的基本假设 8

1.态函数 9

2.力学量与算符 12

3.薛定谔(Schrodinger)方程 14

4.态叠加原理 16

5.态函数的合格条件 16

四、金属中自由电子的运动 18

1.能量 21

2.态函数 22

五、基本例题解 24

习题 27

第二章 原子的结构和性质 29

一、类氢原子体系的薛定谔方程及解 29

1.类氢原子体系的薛定谔方程 29

2.分离变量法 31

3.三个方程的求解与量子数 32

4.类氢原子的态函数 37

5.原子轨道 38

二、角量子数和磁量子数的物理意义 40

1.主量子数n 40

2.角量子数l 40

3.磁量子数m 41

三、类氢原子的原子轨道和电子云图形 42

1.概述 42

2.原子轨道的径向部分与电子云径向部分 43

3.原子轨道角度分布与电子云角度分布 46

四、多电子原子 50

1.氦原子的薛定谔方程 51

2.中心力场模型 52

3.N电子原子的薛定谔方程 54

4.屏蔽效应和钻穿效应 55

五、电子的自旋 58

1.施登-盖拉赫(Stern-Gerlach)实验 58

2.电子自旋假设 59

1.保里(Pauli)原理 61

六、基态原子核外电子排布的原则 61

2.能量最低原理 64

3.洪特(Hund)规则 65

七、原子光谱项 66

1.原子状态 66

2.原子光谱项 69

八、原子的电负性 70

1.电负性的表示 71

2.电负性与物质的性质 73

九、基本例题解 75

习题 79

第三章 分子的对称性 81

一、对称操作与对称元素 81

1.对称轴和旋转操作 82

2.对称面和反映操作 84

3.对称中心和反演操作 85

4.旋映轴和旋转反映操作 86

二、分子点群 87

1.群的数学定义 87

2.分子点群 88

3.群的乘法表 90

4.分子点群的分类 90

5.分子点群的确定 95

三、分子的对称性和分子的物理性质 97

1.分子的偶极矩 97

2.分子的旋光性 98

四、基本例题解 100

习题 102

第四章 分子轨道理论 104

1.氢分子离子的薛定谔方程 105

一、氢分子离子 105

2.线性变分原理 106

3.用线性变分法求解H？的薛定谔方程 107

4.变分法处理H？所得主要结果的分析 110

二、分子轨道理论 115

1.简单分子轨道理论的要点 116

2.应用实例 119

三、分子轨道的类型、符号和能级顺序 122

1.类型和符号 122

2.能级顺序 123

四、双原子分子的结构和性质 125

1.同核双原子分子 125

2.异核双原子分子 129

1.休克尔分子轨道法 132

五、休克尔分子轨道理论和共轭分子 132

2.离域π键形成条件和类型 143

3.离域效应 145

4.超共轭效应 147

六、分子轨道对称守恒原理 147

1.前线分子轨道理论 147

2.分子轨道对称守恒原理 151

七、基本例题解 155

习题 159

第五章 价键理论 161

一、海特勒-伦敦处理氢分子的结果 161

1.处理结果 161

2.氢分子的完全态函数 164

二、价键理论的要点及对简单分子的应用 165

2.价键理论对简单分子的应用 166

1.价键理论的要点 166

三、杂化轨道理论 167

1.杂化轨道理论要点 168

2.等性杂化轨道的主要类型 171

3.sp不等性杂化 174

四、价电子对互斥理论(VSEPR) 175

1.VSEPR判断分子几何构型的规则 176

2.应用VSEPR分析实例 176

五、基本例题解 178

习题 182

第六章 配合物的化学键理论 183

一、概述 183

二、配合物的价键理论 184

三、晶体场理论 185

1.中心离子d轨道能级的分裂 186

2.配合物的紫外可见光谱 190

3.中心离子d电子的排布——高自旋态和低自旋态 191

4.晶体场稳定化能 193

5.姜-泰勒(John-Teller)效应 194

四、配合物的分子轨道理论初步介绍 195

1.σ键 196

2.π键 200

3.σ-π配键 202

五、过渡金属配合物的荷移光谱 205

六、基本例题解 206

习题 207

一、分子的电学性质 209

1.偶极矩 209

第七章 分子的物理性质及弱化学键 209

2.分子的极化作用 210

3.极化率与介电常数的关系 213

4.极化作用与频率的关系 217

5.偶极矩的应用 219

二、分子的磁学性质 221

1.磁化率 221

2.分子磁矩 223

3.摩尔顺磁磁化率与磁矩的关系 224

三、分子间作用力 225

1.范德华力的本质 226

2.兰纳-琼斯(Lennard-Jones)势 229

3.分子间作用力对物质物理性质的影响 231

4.原子和基团的范德华半径与分子的大小和形状 232

1.氢键 235

四、弱化学键作用 235

2.分子间配键 240

五、基本例题解 241

习题 243

第八章 分子光谱 245

一、分子光谱简介 245

二、吸收光谱的几种表示法 249

1.光的吸收基本定律——朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 249

2.吸收光谱的几种表示法 251

三、双原子分子转动光谱 253

1.刚性转子模型 253

2.转动跃迁选律 255

四、双原子分子的振动光谱 257

1.谐振子模型 257

2.振动跃迁选律 259

3.双原子分子势能曲线 261

4.非谐振子模型 262

五、双原子分子的振动-转动光谱 264

六、多原子分子的振动光谱 268

1.多原子分子的简正模式 268

2.特征谱带区和指纹区 272

3.红外光谱的应用 274

七、拉曼光谱简介 276

1.拉曼光谱原理 276

2.拉曼光谱仪 278

3.拉曼光谱的特点 278

八、紫外-可见光谱及其应用 279

1.概述 279

2.电子跃迁的类型 281

3.发色团和助色团 282

4.应用 283

九、基本例题解 286

习题 290

第九章 晶体结构 293

一、晶体结构的周期性和点阵概念 293

1.直线点阵 295

2.平面点阵 295

3.空间点阵 296

二、十四种空间点阵型式 297

1.布拉维(Brarisa)法则 297

2.十四种空间点阵型式 297

三、空间点阵与晶体 299

四、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 300

1.微粒的分数坐标 301

2.晶棱指标 302

3.晶面指标(hkl) 302

五、晶体的宏观对称性 303

1.晶体的宏观对称元素与对称操作 304

2.晶体的32种宏观对称类型 307

3.七个晶系 308

六、晶体学点群 310

七、晶体的微观对称性 312

八、X射线衍射法 312

1.衍射原理 313

2.布拉格方程式 313

3.粉末法 315

1.固体的能带理论 319

九、金属键和金属的一般性质 319

2.半导体的能带结构 323

3.费米能级 325

十、金属的晶体结构和原子半径 326

1.等径圆球的堆积 326

2.金属原子半径 328

十一、离子晶体和点阵能计算 330

1.离子晶体的最简单结构形式 331

2.点阵能的计算 332

十二、离子半径 337

1.离子半径的引出 337

2.离子半径的变化趋势 339

十三、离子晶体结构的鲍林(Pauling)规则与典型的离子晶体 339

1.鲍林规则 339

2.介绍几种离子晶体 342

十四、共价晶体与分子晶体 346

1.共价晶体 346

2.分子晶体 347

十五、实际晶体的缺陷 348

1.实际晶体与理想晶体 348

2.实际晶体的缺陷 348

3.单晶体、多晶体、微晶体 352

十六、基本例题解 352

习题 354

附录1 357

附录2 习题答案 360

习题答案 366

附录3 索引 366

参考文献 372