第Ⅰ部分 化学键理论基础 2
第一章 量子理论导论 2
1.1 波粒二象性和测不准原理 2
1.1.1 光和实物粒子的波粒二象性 2
1.1.2 测不准原理和几率概念 3
1.2 电子的波函数和几率密度函数 4
1.3 电子的波动方程:Schrodinger方程 7
1.4 Schrodinger方程的简单应用 10
1.4.1 一维箱中粒子 10
1.4.2 三维箱中粒子 12
1.4.3 环中的粒子 14
参考文献 15
第二章 原子的电子结构 16
2.1 氢原子 16
2.1.1 氢原子的Schrodinger方程及其变数分离 16
2.1.2 氢原子轨道的角度部分 17
2.1.3 氢原子轨道的径向部分和总波函数 19
2.1.4 原子轨道的形状 23
2.1.5 氢原子的能级 24
2.2 氦原子和Pauli不相容原理 25
2.2.1 氦原子:基态 25
2.2.2 行列式型波函数和Pauli不相容原理 28
2.2.3 氦原子激发态:Is12s1电子组态 30
2.3 多电子原子:电子组态和光谱项 32
2.3.1 多电子原子的Schrodinger方程及近似解 32
2.3.2 多电子原子的基态电子组态 33
2.3.3 电子组态和光谱项 33
2.3.4 关于谱项的Hund规则 37
2.4 原子结构参数和元素的性质 38
2.4.1 电离能和电子亲合能 38
2.4.2 电负性的光谱标度(Xs) 41
2.4.3 相对论效应对元素性质的影响 45
参考文献 49
第三章 分子中的共价键 50
3.1 氢分子离子:成键和反键分子轨道 50
3.1.1 变分法用于分子体系 50
3.1.2 氢分子离子：能量 51
3.1.3 氢分子离子：波函数 53
3.1.4 分子轨道理论简述 55
3.2 氢分子：分子轨道理论和价键理论的处理 56
3.2.1 氢分子的分子轨道模型 56
3.2.2 氢分子的价键模型 56
3.2.3 分子轨道模型和价键模型的等当性 59
3.3 双原子分子 60
3.3.1 同核双原子分子 61
3.3.2 异核双原子分子 64
3.4 线性三原子分子和spn杂化方式 67
3.4.1 BeH2 67
3.4.2 线性三原子分子的杂化理论 68
3.4.3 CO2 69
3.4.4 spn杂化轨道 71
3.4.5 原子的共价半径 75
3.5 HMO处理共轭多烯体系 76
3.5.1 用Huckel理论处理π共轭体系 76
3.5.2 Woodward-Hoffmann和Fukui理论 79
参考文献 82
第四章 固体中的化学键 83
4.1 固体的化学分类 83
4.2 离子键 86
4.2.1 离子的大小：离子半径 86
4.2.2 离子化合物的点阵能 88
4.3 金属键和能带理论 91
4.3.1 基于分子轨道理论的化学处理 92
4.3.2 半导体 93
4.3.3 4d和5d过渡金属晶体结构型式的变异 95
4.3.4 金属元素的熔点、沸点和原子化焓 96
参考文献 97
第五章 分子间相互作用和超分子结构 98
5.1 分子间相互作用 98
5.1.1 概述 98
5.1.2 范德华作用的物理根源 98
5.1.3 分子间相互作用的势能和原子的范德华半径 100
5.2 固体中氢键结合的组合体 101
5.3 超分子化学基础 103
5.3.1 从分子化学到超分子化学 103
5.3.2 历史的发展 103
5.3.3 大环配体稳定的碱金属负离子盐和电子盐 104
5.3.4 分子识别 105
5.3.5 晶体工程 107
5.3.6 自组装 108
5.3.7 超分子合成子 108
5.4 晶体工程中氢键的作用 110
5.4.1 氢键和晶体堆积 111
5.4.2 晶体工程中氢键的式样 112
5.4.3 氢键和晶体设计 115
5.5 配位键的超分子化学 120
5.5.1 超分子的主要类型 120
5.5.2 合成的谋略 124
5.5.3 分子多边形体和分子管 125
5.5.4 分子多面体 128
5.6 晶体工程中系统的研究 133
5.6.1 金刚石型网络 133
5.6.2 由南瓜尼构成的转子结构 138
参考文献 141
第Ⅱ部分 化学中的对称性 143
第六章 对称性和群论基础 143
6.1 对称操作和对称元素 143
6.1.1 对称操作和对称元素的分类 143
6.1.2 对称操作的矩阵表示 144
6.1.3 对称操作的“乘法” 146
6.2 群的定义和性质 147
6.3 点群的分类和分子的点群 148
6.3.1 点对称元素的组合 148
6.3.2 点群的分类和分子的点群 150
6.4 不可约表示和特征标表 155
6.4.1 可约表示和不可约表示 155
6.4.2 不可约表示的性质 156
6.4.3 特征标表 157
6.5 直积及其应用 160
6.5.1 直积 160
6.5.2 鉴定非零积分和光谱选律 161
6.6 特征标表在分子谱项中的应用 163
参考文献 166
附录6.1 常用点群的特征标表 167
第七章 群论在分子结构中的一些应用 176
7.1 分子轨道理论 176
7.1.1 Ahn（n=2-6）分子 176
7.1.2 环共轭多烯的Huckel理论 184
7.2 杂化轨道的构建 189
7.2.1 杂化作用方案 189
7.2.2 杂化轨道的系数矩阵和分子轨道波函数间的关系 190
7.2.3 有d轨道参加的杂化轨道 191
7.3 分子的振动 192
7.3.1 对称性和正则模式的活性 192
7.3.2 几个用作说明的实例 195
7.3.3 金属羰基络合物中CO的伸缩振动 200
7.3.4 苯和相关化合物的振动光谱 205
参考文献 211
第八章 配位化合物中的化学键 212
8.1 晶体场理论 212
8.1.1 八面体和四面体配合物d轨道能级的分裂 212
8.1.2 光谱化学系列，高自旋和低自旋配合物 216
8.1.3 Jahn-Teller变形和其他晶体场 217
8.1.4 光谱项的八面体晶体场分裂 219
8.2 八面体配合物能级图 220
8.2.1 Orgel图 220
8.2.2 d-d跃迁的强度 222
8.2.3 Tanabe-Sugano图 224
8.2.4 弱场和强场近似的关系 225
8.2.5 在配合物中自旋-轨道相互作用：双群 227
8.3 八面体配合物的分子轨道理论 230
8.3.1 八面体配合物中的σ键 230
8.3.2 有π键的八面体配合物 232
8.3.3 18电子规则 234
8.4 四方平面配合物的电子光谱 235
8.4.1 四方平面配合物ML4的能级图 235
8.4.2 四方平面卤化物和氰化物的电子光谱 237
8.5 在过渡金属配合物中振动-电子相互作用 239
参考文献 241
第九章 晶体的对称群 242
9.1 晶体结构的周期性和点阵 242
9.1.1 晶体结构的周期性 242
9.1.2 结构基元和点阵 243
9.1.3 点阵单位和晶胞 245
9.1.4 实际晶体和一些与晶态有关的物质形态 246
9.1.5 准晶体 249
9.2 晶体结构的对称性 254
9.2.1 晶体结构的对称元素 254
9.2.2 晶系、晶族和晶胞的划分 258
9.2.3 晶面指标和晶面间距 260
9.3 晶体学点群 261
9.3.1 晶体学点群的推引和分类 261
9.3.2 点群的直观表示：极射赤平投影 263
9.3.3 晶体学点群的子群和母群 266
9.3.4 晶体的点群和晶体中的物理性质 267
9.4 晶体的空间点阵类型 269
9.5 空间群 272
9.5.1 点操作与平移操作的组合 272
9.5.2 空间群的推导 274
9.5.3 空间群的分类 277
9.5.4 空间群图表的内容和安排 278
9.5.5 空间群的测定和应用 282
9.5.6 晶体所属空间群的分布 288
9.6 晶体结构测定 289
9.6.1 单晶体样品 289
9.6.2 衍射数据的收集和还原 290
9.6.3 解出和精修晶体结构 291
9.6.4 无序结构和绝对构型的测定 295
9.6.5 结构表达和结果讨论 296
参考文献 300
第十章 无机晶体结构和晶体材料 301
10.1 立方最密堆积及有关化合物的结构 301
10.1.1 立方最密堆积（ccp）的结构 301
10.1.2 NaCI和有关化合物的结构 303
10.1.3 CaF2和有关化合物的结构 307
10.1.4 立方硫化锌的结构 308
10.1.5 尖晶石和有关化合物的结构 310
10.2 六方最密堆积和有关化合物的结构 311
10.2.1 六方最密堆积（hcp）的结构 311
10.2.2 六方硫化锌的结构 312
10.2.3 NiAs和有关化合物的结构 313
10.2.4 CdI2和有关化合物的结构 315
10.2.5 α-Al2O3的结构 317
10.2.6 金红石的结构 318
10.3 体心立方堆积和有关化合物的结构 319
10.3.1 体心立方堆积（bcp）的结构 319
10.3.2 α-AgI的结构和性质 320
10.3.3 CsCl及有关化合物的结构 322
10.4 钛酸钙及有关化合物的结构 323
10.4.1 钙钛矿的结构 323
10.4.2 钛酸钡的结构 324
10.4.3 钙钛矿型超导体 326
10.4.4 ReO3及有关化合物的结构 327
参考文献 328
第Ⅲ部分 化学结构化学选论 330
第十一章 氢的结构化学 330
11.1 氢的成键类型 330
11.2 氢键 333
11.2.1 氢键的概念和几何形态 333
11.2.2 氢键的强度 334
11.2.3 对称氢键 335
11.2.4 有机金属固体中的氢键 337
11.2.5 氢键的普遍性和重要性 338
11.3 非常规的氢键 340
11.3.1 X-H…π氢键 340
11.3.2 X-H…M氢键 342
11.3.3 X-H…H-Y二氢键 343
11.4 过渡金属氯化物 344
11.4.1 共价型过渡金属氢化物 344
11.4.2 间隙型过渡金属氢化物 345
11.5 分子氢（H2）的配位化合物 347
11.5.1 H2配位化合物的结构和化学键 347
11.5.2 X-Hσ键的配位金属化合物 349
11.6 C-H-M（agostic）键 350
参考文献 352
第十二章 硼的结构化学 353
12.1 单质硼 353
12.2 硼化物 356
12.2.1 金属硼化物 356
12.2.2 非金属硼化物 358
12.3 硼烷和碳硼烷 360
12.3.1 硼烷和碳硼烷分子的几何结构 360
12.3.2 3c-2e BHB和BBB键的描述 362
12.3.3 硼烷结构的拓扑描述和规则 363
12.4 键价和硼烷的结构 364
12.4.1 分子骨干中的键价 364
12.4.2 封闭型硼烷的化学键 366
12.4.3 鸟巢型和蛛网型硼烷中的化学键 367
12.5 硼酸和硼酸盐 370
12.5.1 硼酸 370
12.5.2 硼酸盐的结构 371
12.5.3 B12H的全取代衍生物 374
参考文献 375
第十三章 碳和硅的结构化学 376
13.1 碳的同素异构体 376
13.1.1 金刚石 376
13.1.2 石墨 377
13.1.3 球碳 378
13.1.4 无定形碳 381
13.2 碳的化合物 383
13.2.1 脂肪族化合物 383
13.2.2 芳香族化合物 384
13.2.3 球碳族化合物 386
13.3 碳的化学键 390
13.3.1 碳原子形成的共价键模型 390
13.3.2 碳的配位数 392
13.3.3 C-C键和C-X键的键长 393
13.3.4 影响键长的因素 394
13.3.5 C2基团在化合物中的成键型式 396
13.4 硅化合物和硅酸盐 399
13.4.1 硅和碳的比较 399
13.4.2 硅的配位数 401
13.4.3 硅酸盐 402
参考文献 405
第十四章 氮和磷的结构化学 407
14.1 N2分子、纯氮离子和二氮络合物 407
14.1.1 N2分子 407
14.1.2 纯氮离子和N的连接性 407
14.1.3 二氮络合物 409
14.2 氮的化合物 413
14.2.1 分子型氮的氧化物 413
14.2.2 一氧化氮 415
14.2.3 氮的含氧酸和含氧酸离子 417
14.2.4 氮的氢化物 421
14.3 单质磷和由磷原子组成的物种 421
14.3.1 单质磷 422
14.3.2 多磷负离子 424
14.3.3 过渡金属配位化合物中多磷配位体的结构 425
14.3.4 Pn物种中的键价 426
14.4 磷在化合物中的配位几何型式 428
14.5 磷氮化合物的结构和化学键 432
14.5.1 磷氮键的类型 432
14.5.2 磷氮烷 432
14.5.3 磷氮烯 434
参考文献 436
第十五章 氧和硫的结构化学 438
15.1 氧气和臭氧 438
15.1.1 气氛的结构和性质 438
15.1.2 二氧的有关物种和过氧化氢 440
15.1.3 臭氧 441
15.2 氧和二氧的金属配位化合物 442
15.2.1 氧在金属配位化合物中的配位型式 442
15.2.2 二氧金属配位化合物的配位型式 442
15.2.3 生物的二氧载体 444
15.3 水和冰的结构 446
15.3.1 气相水的结构 446
15.3.2 冰的结构 447
15.3.3 液态水的结构模型 449
15.3.4 水合氢离子H3O＋和H5O2＋ 451
15.4 硫的同素异构体和多硫原子物种 453
15.4.1 硫的同素异构体 453
15.4.2 多硫离子 456
15.5 S-负离子配位体 457
15.6 硫的氧化物和含氧酸 461
15.6.1 硫的氧化物 461
15.6.2 硫的含氧酸 464
15.7 硫的氮化物 468
参考文献 470
第十六章 金属-金属键和过渡金属簇合物 472
16.1 过渡金属簇合物的键价和键数 472
16.2 二核过渡金属配合物 475
16.2.1 符合18电子规则的二核过渡金属配合物 476
16.2.2 MM四重键 477
16.2.3 二核配合物中金属-金属键的价电子数和键价 480
16.3 三核和四核过渡金属簇合物 482
16.3.1 三核过渡金属簇合物 482
16.3.2 四核过渡金属簇合物 482
16.4 五核及五核以上过渡金属簇合物 483
16.4.1 五核过渡金属簇合物 483
16.4.2 六核过渡金属簇合物 484
16.4.3 六核以上过渡金属簇合物 485
16.5 等同键价和等同结构系列 488
16.6 金属-金属相互作用研究的新进展 489
16.6.1 亲金作用 489
16.6.2 亲银作用和混合金属络合物 491
16.6.3 金属线分子 493
参考文献 496
无机化学书籍推介 498
索引 504