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第1章量子力学基础 1

1.1经典物理的局限及对策 1

1.1.1黑体辐射与量子概念 1

1.1.2光电效应与光的波粒二象性 2

1.1.3氢原子光谱与玻尔模型 3

1.1.4实物微粒的波粒二象性 5

1.1.5测不准关系 7

1.2量子力学基本假设 8

1.2.1假设一 状态与波函数 8

1.2.2假设二 力学量与算符 9

1.2.3假设三 薛定谔方程 11

1.2.4假设四 态叠加原理 12

1.2.5假设五 泡利原理 13

1.3箱中粒子的薛定谔方程 13

1.3.1一维势箱与零点能 13

1.3.2三维势箱与简并态 15

习题 17

第2章 原子结构 19

2.1单电子体系的薛定谔方程 19

2.1.1玻恩-奥本海默近似 19

2.1.2坐标变换与变量分离 20

2.1.3 ？方程的解 22

2.1.4 ？方程的解 24

2.1.5 R方程的解 26

2.1.6本征态和波函数 29

2.1.7 Y方程的解与电子的角动量 31

2.1.8原子轨道的图像 36

2.1.9电子云与径向分布函数 36

2.2多电子原子的薛定谔方程 39

2.2.1单电子近似 40

2.2.2中心力场模型 40

2.2.3屏蔽模型 40

2.2.4哈特里-福克自洽场方法 41

2.2.5维里定理 41

2.3电子自旋 42

2.3.1自旋波函数、空间波函数和全波函数 42

2.3.2全同粒子和斯莱特行列式 42

2.3.3电子自旋与物质的磁性 43

2.4原子光谱与原子光谱项 45

2.4.1原子光谱精细结构 45

2.4.2微扰法与相对论效应 46

2.4.3原子中电子的组态和状态 49

2.4.4原子光谱项与能级 49

2.4.5单电子原子光谱项 49

2.4.6多电子原子光谱项 51

2.4.7塞曼效应 54

2.5 X射线光电子能谱 57

2.5.1 X射线的产生 57

2.5.2 X射线光电子能谱 57

2.5.3俄歇电子能谱 59

2.6元素的周期性与原子的电负性 60

2.6.1元素周期表 60

2.6.2原子轨道能级 60

2.6.3原子的电负性 61

2.6.4电负性的光谱定义 61

习题 61

第3章 分子结构 63

3.1 H2+的薛定谔方程及其解 63

3.1.1 H2+的薛定谔方程 63

3.1.2变分原理与线性变分法 64

3.1.3线性变分法求解H2的薛定谔方程 65

3.1.4成键、反键轨道与共价键的本质 68

3.1.5 H2的薛定谔方程及其解 69

3.2分子轨道理论 71

3.2.1分子中的单电子波函数 71

3.2.2原子轨道线性组合为分子轨道MO-LCAO 72

3.2.3成键三原则 72

3.2.4分子轨道理论与价键理论比较 74

3.3双原子分子结构 76

3.3.1同核双原子分子 77

3.3.2异核双原子分子 80

3.4饱和分子结构 83

3.4.1杂化轨道理论 83

3.4.2离域分子轨道与离域键 95

3.4.3定域分子轨道与定域键 98

3.4.4定域和离域分子轨道的关系 99

3.5共轭分子结构 100

3.5.1丁二烯的π电子薛定谔方程 100

3.5.2休克尔分子轨道法求解 101

3.5.3电荷密度、键级、自由价和分子图 105

3.5.4其他离域π键 106

3.5.5共轭分子与光催化 107

3.6缺电子分子的结构 110

3.6.1三中心两电子键与硼烷分子结构 110

3.6.2其他缺电子分子 112

3.6.3缺电子化合物与路易斯酸 114

3.7配位化合物结构 115

3.7.1定域分子轨道方法 115

3.7.2分子轨道方法 117

3.7.3配位场方法 120

习题 122

第4章 分子的对称性 124

4.1对称图形、对称操作与对称元素 125

4.1.1旋转与旋转轴 125

4.1.2反映与对称面 125

4.1.3反演与对称中心 126

4.1.4旋转反演与反轴 126

4.1.5旋转反映与映轴 126

4.1.6对称元素组合规则 128

4.2分子点群 128

4.2.1群论的概念 128

4.2.2对称操作的矩阵表示 129

4.2.3分子点群的分类 130

4.2.4分子所属点群的判断 135

4.2.5群的表示 135

4.3分子对称性和性质的关系 140

4.3.1分子对称性和偶极性 140

4.3.2分子对称性和旋光性 141

4.4分子轨道对称性与反应机理 142

4.4.1前线分子轨道理论 142

4.4.2分子轨道对称守恒原理 144

习题 147

第5章 分子结构分析原理 148

5.1分子中的量子化能级 148

5.2分子光谱 149

5.2.1转动光谱 149

5.2.2振动光谱 152

5.2.3振动-转动光谱 156

5.2.4红外光谱 156

5.2.5拉曼光谱 158

5.2.6紫外-可见吸收光谱 160

5.2.7荧光和磷光发射光谱 161

5.2.8紫外光电子能谱 162

5.3核磁共振谱 166

5.3.1原子核自旋 166

5.3.2核磁塞曼效应 167

5.3.3核磁共振谱 168

5.4电子顺磁共振谱 171

5.4.1电子顺磁塞曼效应 171

5.4.2电子顺磁共振谱的精细结构 171

5.4.3电子顺磁共振谱的超精细结构 171

习题 173

第6章 晶体结构 175

6.1晶体的结构特征与性质 175

6.2晶体与点阵 176

6.2.1点阵的概念 176

6.2.2平移群 178

6.2.3晶胞与分数坐标 179

6.2.4晶面与晶面指标 179

6.3晶体的对称性 181

6.3.1宏观对称性 181

6.3.2微观对称性 181

6.4晶体的分类 182

6.4.1化学键分类 182

6.4.2晶胞参数分类 183

6.4.3点阵格子分类 184

6.4.4点群分类 186

6.4.5空间群分类 187

6.5金属晶体和能带理论 189

6.5.1等径圆球密堆积模型 189

6.5.2堆积型式与原子半径 190

6.5.3合金结构 192

6.5.4自由电子模型 195

6.5.5能带理论 196

6.6离子晶体 196

6.6.1不等径圆球堆积与离子半径 197

6.6.2典型离子晶体结构 198

6.7共价晶体 203

6.7.1金刚石晶体结构 203

6.7.2氧化锆晶体结构 203

6.7.3硫化锌晶体结构 203

6.7.4氧化硅、硅酸盐及分子筛晶体结构 204

6.8分子晶体 206

6.8.1单原子分子晶体结构 206

6.8.2干冰晶体结构 207

6.8.3 C60晶体结构 207

6.9混合键型晶体 207

6.9.1石墨晶体结构 207

6.9.2 CdI2晶体结构 208

6.10戈尔德施米特结晶化学定律 209

6.10.1范德华力与原子的范德华半径 209

6.10.2离子键与晶格能 211

6.10.3玻恩-哈伯循环 212

6.10.4离子的极化性能与键型变异规律 212

6.10.5戈尔德施米特结晶化学规律 213

习题 213

第7章 晶体结构分析原理 215

7.1 X射线在晶体中的衍射 215

7.1.1劳厄方程 215

7.1.2布拉格方程 216

7.2衍射强度与系统消光 217

7.2.1晶体的衍射强度 217

7.2.2点阵的系统消光 218

7.3照相法 220

7.3.1劳厄照相法 220

7.3.2旋转照相法 220

7.3.3粉末照相法 221

7.4衍射仪法 222

7.4.1粉末衍射仪法 222

7.4.2单晶衍射仪法 223

7.5物相分析方法 224

习题 227

参考文献 228

附录 229

附录1物理常数表（2010年） 229

附录2元素周期表 230

后记 231