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绪论 1

第一章 量子力学基础和原子结构 6

1-1 经典物理学的困难和旧量子论的局限性 7

1.谐振子能量的不连续化--黑体辐射和普朗克(Planck)量子论 8

2.光能的不连续性--光电效应和爱因斯坦(Einstein)光子说 9

3.原子能量的不连续性--氢原子光谱和玻尔(Bohr)原子结构理论 13

1-2 实物微粒的波动性 16

1.从光子说到物质波 16

2.物质波的实验证明 18

3.二象性的统计联系 20

4.波粒二象性的必然结果--“不确定关系” 21

1-3 实物微粒运动状态的表示法 25

1.波函数ψ 25

2.波函数的性质 27

3.原子中电子运动的定态是驻波性质的反映 28

1-4 实物微粒的运动规律--定态薛定谔(Schrodinger)方程 32

1.得来线索 32

2.定态薛定谔方程 33

3.方程求解问题 38

4.实例--在势箱中运动的粒子 39

1-5 定态薛定谔方程的算符表达式 44

1.能量算符本征方程、本征值和本征函数 45

2.算符和力学量的算符表示 46

1-6 氢原子与类氢离子定态薛定谔方程，其球极坐标表达式及几个简单的特解 51

1.氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程 51

2.氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程的球极坐标表达式 54

3.基态 55

4.基态波函数的性质 58

5.激发态 61

1-7 氢原子与类氢离子定态薛定谔方程的一般解 66

1.变数分离法 66

2.Φ(φ)方程的解 67

3.Θ(θ)方程的解 69

4.R(r)方程的解 70

1-8 氢原子及类氢离子的解的讨论 73

1.量子数 73

2.波函数和电子云的图像 77

3.实波函数和复波函数 88

1-9 多电子原子的结构和原子轨道 90

1.电子独立运动模型(即轨道近似模型) 91

2.哈特利(Hartree)自洽场模型 93

3.中心力场模型 96

1-10 电子自旋 98

1.电子自旋问题的提出 99

2.自旋波函数和自旋-轨道 100

3.全同粒子和保里(Pauli)不相容原理 104

4.自旋相关效应 108

1-11 原子整体的状态与原子光谱项简介 110

1-12 原子内电子的排布和元素周期律 115

1.原子轨道的能量次序 115

2.原子核外电子排布的原则 120

3.离子的电子层结构 123

选讲教材： 127

1-A.算符和力学量 127

1.代表力学量的算符必须满足的条件 127

2.力学量的本征值和本征函数的普遍特性 129

3.算符的对易关系与力学量的同时测量问题 131

1-B.Θ(θ)方程及R(r)方程的解 133

1-C.哈特利-福克(Hartree-Fock)自洽场法 138

1-D.原子的状态与原子光谱项 141

1.原子的量子数与角动量的耦合 143

2.原子光谱项 147

3.原子光谱项对应的能级 149

4.原子能级和原子光谱的关系 149

5.原子光谱项的推求法 151

思考题及习题 154

本章主要参考书目 157

第二章 共价键理论和分子结构 159

2-1 氢分子离子和共价键的本质 159

1.定核近似和H？的薛定谔方程 159

2.线性变分法 162

3.H？的基态和第一激发态 165

4.积分Sab、Haa、Hab和能量 168

5.H？的两种状态和共价键本质 174

2-2 分子轨道理论 176

1.单电子波函数 176

2.原子轨道的线性组合(LCAO) 178

3.LCAO-MO的基本原则 179

4.分子轨道的类型、符号和能级顺序 186

5.电子填充原则 189

2-3 双原子分子 189

1.同核双原子分子 189

2.异核双原子分子 195

3.键的极性 200

1.氢分子的结构 202

2-4 氢分子的结构和价键理论 202

2.价键理论要点和对简单分子的应用 214

2-5 杂化轨道理论 217

1.杂化轨道理论的实验基础 217

2.杂化轨道理论 219

3.杂化轨道理论的应用 224

2-6 定域和非定域分子轨道 231

1.定域分子轨道 231

2.非定域分子轨道 234

3.定域和非定域轨道的关系 238

2-7 简单HMO法和共轭分子 241

1.休克尔(Huckel)近似 242

2.链烯烃 245

3.环烯烃 250

4.无机共轭分子 253

5.离域π键形成的条件和类型 255

2-8 键级、自由价和分子图 257

1.电荷密布 258

2.键级 259

3.自由价 262

4.分子图及其应用 263

2-9 缺电子分子和多中心键 267

1.缺电子分子 267

2.B2H6的双电子三中心键 269

3.一些缺电子分子 270

2-10 分子对称性 274

1.对称元素和对称操作 275

2.分子点群 280

3.分子点群的确定 290

4.分子对称性和分子的物理性质 292

选讲教材： 296

2-A.MO法和VB法的初步比较 296

1.简单MO法和VB法的差异 296

2.改进的MO法和VB法波函数的等价性 299

2-B.分子轨道对称守恒原理和化学反应 301

1.有机协同反应的实验规律 301

2.前线轨道理论 303

3.能量相关理论 306

2-C.群表示简介和应用例 310

1.原子轨道的变换和群的表示 311

2.点群的不可约表示和特征标 315

3.特征标表和群表示的几条性质 319

4.群的应用示例 321

思考题及习题 326

本章主要参考书目 329

第三章 配位场理论和络合物结构 331

3-1 络合物结构理论发展简史 331

1.络合物结构的早期理论 331

2.维尔纳(Werner)的配位理论 332

3.络合化化学键理论的发展 332

3-2 络合物的价键理论 334

1.电价配键 334

2.共价配键 335

3-3 晶体场理论 340

1.d轨道能级的分裂 341

2.d轨道中电子的排布--高自旋态和低自旋态 346

3.晶体场稳定化能 354

4.络合物畸变和姜-泰勒(Jahn-Teller)效应 359

1.基本内容 362

3-4 络合物的分子轨道理论 362

2.不饱和烃络合物--π络合物的结构 373

3.氮分子络合物的结构 377

4.过渡金属的离子半径 383

选讲教材： 387

3-A.d轨道能级的分裂 387

思考题及习题 387

3-B.八面体络合物的分子轨道 389

1.原子轨道的对称性分类 390

2.配位体群轨道 390

3.分子轨道和能级图 394

本章主要参考书目 399

1.分子光谱的分类及其所在的波段 400

第四章 测定分子结构的实验方法 400

4-1 分子光谱 400

2.分子的转动光谱 404

3.双原子分子的振动及振转光谱 412

4.双原子分子中电子整体的运动状态与光谱项及其电子光谱 422

4-2 分子的磁性和磁共振谱 430

1.分子的磁性 430

2.核磁共振(NMR) 440

选讲教材： 451

3.电子自旋共振(ESR) 454

4-A.在玻恩-奥本敏默近似条件下双原子分子的核运动的薛定谔方程 461

4-B.光电子能谱(简称PES) 469

1.X光电子能谱(XPS) 470

2.紫外光电子能谱(UPS) 480

思考题及习题 486

本章主要参考书目 489

第五章 晶体结构 490

5-1 晶体的特性与点阵结构 490

1.晶体的特性 490

2.晶体的点阵结构 492

5-2 晶体学的基本规律与点阵理论 498

1.晶面、晶棱定律与晶面交角守恒定律 499

2.晶面符号与有理指数定律 501

5-3 理想晶体与实际晶体、晶体的缺陷、非晶体 504

5-4 晶体的宏观对称性、晶系和空间点阵型式 510

1.晶体的宏观对称元素及其组合 510

2.七个晶系和十四种空间点阵型式 519

5-5 晶体的微观对称性 523

1.微观对称元素和空间对称操作 524

2.晶体结构中的对称元素及其国际记号 526

3.晶体的微观对称类型--230个空间群简介 529

5-6 X射线在晶体中的衍射 529

5-7 衍射方向和晶胞参数 532

1.劳埃(Laue)方程 532

2.布拉格(Bragg)方程 536

3.劳埃方程与布拉格方程的内在联系 537

5-8 衍射强度与晶胞中原子的分布 540

5-9 X射线结构分析中的几种方法 544

1.单晶结构分析 544

2.粉末法 548

5-10 金属键和金属晶体 558

1.金属键的能带理论 558

2.金属的晶体结构和原子半径 563

3.合金的结构 568

5-11 离子键与离子晶体 571

1.离子晶体的最简结构形式 571

2.离子晶体的点阵能 572

3.离子半径 574

4.离子的极化 578

5.结晶化学定律 580

6.硅酸盐晶体结构简介 582

5-12 共价型晶体 591

1.共价键晶体的结构特征与一般性质 591

2.典型共价晶体的主要结构类型 593

3.晶体中原子的共价半径 596

5-13 分子间作用力和分子型晶体 596

1.分子间作用力及其对物质性质的影响 596

2.原子和基团的范德华半径 603

3.氢键和氢键型晶体 605

4.分子型晶体 608

5-14 混合键型晶体 612

选讲教材： 615

5-A.晶体的缺陷和畸变 615

1.晶体缺陷的类型 615

2.缺陷、畸变和杂质等对实际晶体的影响 617

思考题及习题 618

本章主要参考书目 621

本书附录： 622

1.一些基本的物理常数和单位换算 622

2.？2算符的球极坐标变换 622

3.积分Sob、Haa和Hab的计算 624

4.化学上重要对称群的特征标表 628