现代化学专著系列 典藏版 07 分子结构参量及其与物性关联规律PDF电子书下载

第1章 作为分子结构参量基础的量子理论 1

1.1 量子理论的基本方程和方法 2

1.1.1 Schr？dinger方程 2

1.1.2 量子化学计算的三个基本近似 3

1.1.3 分子轨道理论 7

1.1.4 变分法 8

1.2 量子化学从头计算法 9

1.2.1 Hartree-Fock方程和自洽场（self consistent field，SCF）方法 9

1.2.2 Hartree-Fock-Roothaan（HFR）方程 10

1.2.3 从头计算（ab initio）法 11

1.3 电子相关和组态相互作用 12

1.3.1 电子相关 12

1.3.2 组态相互作用 13

1.3.3 MP微扰理论 14

1.4 位力定理 15

1.4.1 位力定理的证明 15

1.4.2 不同条件下的表示 17

1.4.3 双原子键合行为 18

1.5 Hellmann-Feynman定理 20

1.5.1 广义微分Hellmann-Feynman 20

1.5.2 Hellmann-Feynman静电定理 23

1.5.3 积分Hellmann-Feynman定理 24

1.6 Koopmans定理 26

参考文献 27

第2章 分子中的电荷分布和分子结构参量 29

2.1 分子中的电荷分布和化学键的性质 29

2.1.1 Mulliken集居数分析 29

2.1.2 密度函数积分法 35

2.1.3 其他方法 36

2.2 键级、自由价和诱导效应 37

2.2.1 键级 37

2.2.2 自由价指数 41

2.2.3 键长 42

2.2.4 游离基反应 43

2.2.5 亲电反应与亲核反应 45

2.2.6 诱导效应 47

2.2.7 致癌活性和抗癌活性 49

2.3 离子键和共价键的特点与表征 52

2.3.1 离子键与共价键的特征 52

2.3.2 键的离子性表示 54

2.3.3 键型的连续和不连续过渡 58

2.4 键能与键的解离能 61

2.4.1 概述 61

2.4.2 半经验计算 63

2.5 键的伸缩力常数 66

2.5.1 谐振子与非谐振子模型 66

2.5.2 力常数与解离能的关系 68

2.5.3 计算伸缩力常数的半经验方法 70

参考文献 73

第3章 分子结构参量的静电模型 75

3.1 分子的Berlin模型和差密度图 75

3.1.1 分子的Berlin模型 75

3.1.2 差密度图 79

3.2 Nakatsuji的静电力（ESF）理论 84

3.3 键的离子性和总极性 87

3.3.1 二中心键的三点键合模型 88

3.3.2 键的离子性和电负性 89

3.3.3 键的总极性及其经验公式 95

3.3.4 键的离子性和总极性的关系 98

3.3.5 结论 99

3.4 双原子键的三中心静电模型 99

3.4.1 模型和参量的推导 100

3.4.2 模型的应用和一些物理常数的理论表示 104

3.4.3 模型的特点和问题 113

3.5 基于球Gauss键函数的双原子键三中心模型 114

3.5.1 模型 114

3.5.2 一些物理量的理论表达式 116

3.5.3 两种模型之间的关系 122

3.6 双层点电荷配位场（DSCPCF）模型 123

3.6.1 双层点电荷配位场（DSCPCF）模型 124

3.6.2 不均匀Feynman力效应对势场的影响 125

3.7 不均匀Feynman力理论 125

3.7.1 不均匀Feynman力理论 126

3.7.2 不均匀Feynman力理论的应用 126

参考文献 129

第4章 有效键电荷和有效核电荷与物性的关联 133

4.1 键中原子有效核电荷的计算 133

4.1.1 基于Z＝Z0（1±ε）的计算法 133

4.1.2 基于静电平衡判据约束条件的计算法 135

4.1.3 基于Z＝Z0±ε的计算法 135

4.1.4 考虑静电平衡约束条件的计算法 137

4.1.5 简单验证 138

4.2 弹力常数、光谱基频和有效核电荷 139

4.2.1 弹力常数表达式的引出 139

4.2.2 由实测力常数推求有效核电荷 141

4.2.3 光谱基频和R？ωe规则 146

4.2.4 小结 148

4.3 有效键电荷及其应用 148

4.3.1 有效键电荷及其变化规律 148

4.3.2 有效键电荷与重叠积分 156

4.3.3 键电荷稠度与弹力常数 157

4.3.4 键电荷稠度与酸碱强度的关系 158

4.3.5 键电荷稠度与气敏效应 162

4.3.6 由EHMO和CNDO/2参量定义键电荷稠度 163

参考文献 169

第5章 荷移热指数与物性的关联 171

5.1 固态络盐的力能特性 171

5.1.1 荷移热指数的引出 171

5.1.2 固态络盐的生成热 173

5.1.3 结合热Q和固态络盐的热稳定性 178

5.1.4 单分子结合热qm和络合键性 178

5.2 熔盐的分解电势和电极电势 180

5.2.1 熔盐的分解电势与荷移热指数的关系 181

5.2.2 金属在熔盐中的电极电势与荷移热指数的关系 182

参考文献 185

第6章 电负性的表征和电负性均衡原理 186

6.1 电负性的定义与表示 186

6.1.1 热化学表示法 186

6.1.2 电离能与电子亲和能表示法 190

6.1.3 占据轨道能量表示法 193

6.1.4 Klopman酸碱软硬标度和电负性 196

6.1.5 密度泛函表示法 204

6.1.6 基于静电模型表示电负性 206

6.2 电负性均衡原理 208

6.2.1 Sanderson电负性均衡原理 208

6.2.2 修改的轨道电负性均衡原理 209

6.2.3 电负性均衡的分子轨道理论表示 210

6.2.4 对电负性均衡原理的评价 212

6.3 基团电负性 213

6.3.1 热化学法 213

6.3.2 电离能与电子亲和能的均值法 215

6.4 电负性与化学键的性质 217

6.4.1 化学键的极性 217

6.4.2 键能与电负性 218

6.4.3 电负性在量子化学计算中的某些应用 220

参考文献 221

第7章 电负性与物性的关联 224

7.1 电负性与化学性质的关联 224

7.1.1 取代酸碱的强度 224

7.1.2 共轭体系中π电子的转移方向 225

7.1.3 马尔科夫尼科夫规则 227

7.1.4 醛酮类的某些化学活性 228

7.1.5 互变异构与过渡态的形成 229

7.1.6 分子重排 230

7.2 晶体结合规律和晶型与键型的过渡 237

7.2.1 晶体结合的规律性 237

7.2.2 单质、AB型和AB2型晶体 238

7.2.3 ABO3型和ABO4型晶体 242

7.2.4 A2BO4型和A2BO3型晶体 247

7.3 电负性在固体物理中的若干应用 252

7.3.1 功函数、Fermi能和形成热 252

7.3.2 合金中的电荷迁移 253

7.3.3 固体材料的硬度 254

7.4 原子、离子折射度的新系统和不同键型化合物折射度的统一计算法 255

7.4.1 原子折射度系统 255

7.4.2 离子折射度系统 258

7.4.3 不同键型化合物折射度的统一计算法 260

7.5 原子、离子抗磁化率的新系统和不同键型化合物抗磁化率的统一计算法 262

7.5.1 概述 262

7.5.2 原子和离子的Langevin抗磁化率 263

7.5.3 不同键型化合物抗磁化率的统一计算法 266

7.5.4 新计算法的特点和应用 268

7.6 半导体禁带宽度、迁移率和热导率的计算 270

7.6.1 禁带宽度 270

7.6.2 迁移率μ 275

7.6.3 热导率γ 277

7.7 影响超导体临界温度的某些结构规律 278

7.7.1 概述 278

7.7.2 Tc值新计算式的引出和验证 279

7.7.3 高温超导材料结构规律 282

7.8 金属在熔盐中的溶解度 285

7.8.1 金属在其自身熔盐中的溶解度 285

7.8.2 金属在其他熔盐中的溶解 287

参考文献 291

第8章 分子结构参量的近代发展 295

8.1 电负性概念的新发展 295

8.1.1 原子电负性 295

8.1.2 键轨道与原子轨道电负性 297

8.1.3 基团或分子的电负性 298

8.1.4 分子轨道电负性 298

8.1.5 电负性均衡原理的新论证 299

8.2 密度泛函理论（DFT）-电负性均衡的EEM和MEEM法 299

8.2.1 引论 299

8.2.2 能量表达式与DFT-电负性 301

8.2.3 双原子分子的DFT电负性均衡 303

8.2.4 多原子分子中的DFT-电负性均衡 304

8.2.5 DFT-原子电负性与硬度参数 304

8.2.6 大分子中电荷分布的快速计算 307

8.2.7 基于MEEM法的基团电负性 308

8.2.8 基于MEEM法的基团和分子能量计算 313

8.3 原子-键电负性均衡（ABEEM）模型及其应用 314

8.3.1 能量表达式 314

8.3.2 有效电负性和电负性均衡 317

8.3.3 价态电负性和分子硬度参数 318

8.3.4 分子中电荷分布的直接计算 319

8.3.5 ABEEM法计算分子的总能量 320

8.3.6 原子-键电负性均衡模型（ABEEM）在分子力学中应用概述 324

8.4 对MEEM法和ABEEM法的评价 325

8.5 分子中的原子轨道：广义电负性和Mulliken集居数分析 326

8.5.1 分子中的原子轨道 326

8.5.2 广义电负性 329

8.5.3 Mulliken集居数分析 332

参考文献 335

第9章 分子的总体分类——分子片和分子的四维结构参量 338

9.1 分子的总体分类和分子片 338

9.1.1 对分子进行总体分类的必要、可能和意义 338

9.1.2 分子片和多维分类法 338

9.2 四维分类法和（nxcπ）结构规则 339

9.2.1 分子和分子片 339

9.2.2 配体的分类 339

9.2.3 分子片的周期排布 341

9.2.4 分子片的共价 342

9.2.5 广义的“八隅律” 343

9.2.6 分子的总价V和分子片之间的键级B 344

9.2.7 由原子簇的分子式预测结构式 344

9.2.8 分子的结构类型和（nxcπ）数 348

9.2.9 分子的结构类型与稳定性 350

9.2.10 分子片取代规则 351

9.3 （nxcπ）结构规则的应用 351

9.3.1 分子结构类型的分类法 351

9.3.2 分子片取代规则的应用 354

9.3.3 预见新的原子簇化合物及其可能的合成途径 357

9.4 分子片化学中的电负性与化学硬软度 358

9.4.1 分子中分子片的价态 358

9.4.2 电负性与硬度的差分近似计算 359

9.4.3 典型化合物的电负性与硬度 359

9.4.4 HMn（CO）5，[HFe（CO）5]+，H2Fe（CO）4和HCo（CO）4的酸性 360

9.4.5 [M（CO）n]q分子片的硬度 361

参考文献 362

附录Ⅰ 几种电负性标度 364

1．电离势和电子亲和能均值电负性标 364

2．用轨道能量表示的电负性标 370

3．基于Hellmann-Feyman定理导出的电负性标 372

附录Ⅱ 几篇方法论论文 373

1．原子结构模型的建立和更变 373

2．物质结构研究中的归纳和演绎 381

3．当代化学的发展趋势 387

4．“两极互补”和“相似者相容”原理在生物药物作用中的体现 395