第1章 量子力学基础 1
1.1量子力学的诞生 1
1.1.119世纪末的物理学 1
1.1.2三个重要实验 1
1.1.3德布罗意物质波 4
1.1.4“测不准”关系 6
1.2量子力学的基本假设 7
1.2.1假设Ⅰ——状态波函数和概率 7
1.2.2假设Ⅱ——力学量与线性自共轭算符 9
1.2.3假设Ⅲ——Schrodinger方程 11
1.2.4假设Ⅳ——态叠加原理 12
1.2.5假设Ⅴ——Pauli不相容原理 13
1.3量子力学的简单应用 14
1.3.1一维势箱中的自由粒子 14
1.3.2三维势箱中的自由粒子 17
1.3.3应用 18
1.4量子力学的一些基本概念 19
1.4.1全同粒子 19
1.4.2表象 20
1.4.3隧道效应 20
1.4.4维里定理 22
习题1 24
参考文献 26
第2章 原子结构 27
2.1类氢离子的Schrodinger方程 27
2.1.1引言 27
2.1.2变数分离 29
2.1.3解Φ方程 29
2.1.4Θ方程的解 30
2.1.5R方程的解 31
2.2类氢离子波函数及轨道能级 32
2.2.1量子数的物理意义 32
2.2.2主量子数n与能级 34
2.2.3径向分布函数 35
2.2.4角度分布函数 38
2.3多电子原子的结构 41
2.3.1核外电子排布与电子组态 41
2.3.2中心力场近似和自洽场方法 42
2.3.3电离能与电子亲和能 44
2.3.4电负性 48
2.4原子光谱项 49
2.4.1定义 49
2.4.2原子光谱项的推导 50
2.4.3组态的能级分裂 53
2.4.4基态光谱项 54
习题2 55
参考文献 57
第3章 分子对称性与点群 58
3.1对称元素与点群 58
3.1.1对称性、对称操作与对称元素 58
3.1.2旋转轴与转动 60
3.1.3对称面与反映 61
3.1.4对称心与反演 61
3.1.5映转轴与旋转反映 62
3.1.6对称点群 62
3.2分子对称点群 65
3.2.1对称点群分类 65
3.2.2Cn群 65
3.2.3Cnv群 66
3.2.4Cnh群 67
3.2.5Dn群 67
3.2.6Dnh群 69
3.2.7Dnd群 71
3.2.8Sn群 73
3.2.9高阶群 73
3.2.10分子点群的判别 77
3.3群的表示理论 79
3.3.1可约表示与不可约表示 79
3.3.2特征标表 80
3.3.3应用 82
3.4分子对称性与旋光性偶极矩 84
3.4.1分子旋光性 84
3.4.2分子偶极矩 86
习题3 89
参考文献 91
第4章 双原子分子 92
4.1化学键理论简介 92
4.1.1原子间相互作用力 92
4.1.2化学键理论 92
4.1.3结构与性质的关系 94
4.2变分法与H+2分子结构 94
4.2.1H+2的结构和共价键的本质 94
4.2.2变分法解Schrodinger方程 95
4.2.3Haa、Hab、Sab的物理意义 98
4.3分子轨道理论和双原子分子结构 99
4.3.1分子轨道理论 99
4.3.2双原子分子轨道的特点 100
4.3.3同核双原子分子 102
4.3.4异核双原子分子 105
4.4价键理论和H2分子结构 107
4.4.1价键理论 107
4.4.2H2的价键处理 108
习题4 111
参考文献 113
第5章 多原子分子结构（一） 114
5.1杂化轨道理论 114
5.1.1杂化轨道波函数 114
5.1.2杂化轨道的方向 115
5.1.3成键能力 116
5.1.4应用 117
5.2价电子对互斥理论 119
5.3离域π键 122
5.3.1一般π键 122
5.3.2离域π键 122
5.3.3共轭效应 124
54HMO方法 125
5.4.1HMO方法简介 125
5.4.2丁二烯的HMO处理 126
5.4.3电荷集居与分子图 127
5.4.4环烯烃体系 129
5.5分子轨道先定系数法 130
5.5.1介绍 130
5.5.2偶数碳链分子 133
5.5.3奇数碳链分子 134
5.5.4共轭环链之一 135
5.5.5共轭环链之二 137
5.5.6复杂共轭体系 138
5.6共价键能与半径 140
5.6.1共价键键能 140
5.6.2键长和共价半径 141
5.6.3范德华半径 142
5.7前线轨道理论和轨道对称守恒原理 143
5.7.1前线轨道理论 143
5.7.2分子轨道对称守恒原理 145
习题5 149
参考文献 151
第6章 多原子分子结构（二） 152
6.1缺电子多中心键 152
6.1.1硼烷的结构 152
6.1.2Lipscomb的拓扑结构 153
6.1.3封闭硼笼BnH2n-与Wade规则 154
6.1.4其他缺电子多中心键 155
6.2配合物的化学键 156
6.2.1简介 156
6.2.2σ键配合物的结构 159
6.2.3金属羰基配合物（σ-π配键） 161
6.2.4烯烃配位化合物 162
6.3配位场理论 163
6.3.1中心离子电子组态的谱项 163
6.3.2原子轨道在不同环境中的能级分裂 164
6.3.3弱场方案 166
6.3.4强场方案 167
6.4过渡金属原子簇化合物 169
6.4.1簇合物中M-M间多重键 169
6.4.2金属簇合物的几何构型与电子计数法 170
6.5原子团簇 172
6.5.1富勒烯碳笼 172
6.5.2碳纳米管 175
6.6次级键 176
6.6.1非金属原子间次级键 176
6.6.2非金属-金属原子间次级键 177
6.6.3金属原子间次级键 178
6.7氢键 179
6.7.1氢键产生的条件和影响 179
6.7.2几种重要化合物的氢键 180
习题6 184
参考文献 186
第7章 晶体学基础 187
7.1晶体结构的周期性和点阵 187
7.1.1晶体及其性质 187
7.1.2周期性与点阵结构 188
7.1.3晶胞 192
7.1.4实际晶体 193
7.2晶体的宏观对称性 194
7.2.1七个晶系 194
7.2.214种空间点阵形式 195
7.2.332个晶体学点群 197
7.2.4晶面与米勒指数 198
7.3晶体的微观结构 201
7.3.1晶体结构的对称元素和对称操作 201
7.3.2空间群 204
7.4晶体的X射线衍射 206
7.4.1引言 206
7.4.2X射线的产生与散射 207
7.4.3衍射方向 208
7.4.4倒易点阵与反射球 211
7.4.5衍射强度 212
7.4.6系统消光 213
7.4.7X射线相干散射理论简介 215
7.5X射线衍射的应用 217
75.l单晶衍射法 217
7.5.2多晶衍射法 219
7.5.3应用 219
习题7 224
参考文献 227
第8章 金属和合金结构 228
8.1金属键理论 228
8.1.1自由电子模型 228
8.1.2能带理论 229
8.2等径球密堆积 231
8.2.1等径球密堆积 232
8.2.2密堆与空隙 233
8.3金属单质结构 235
8.3.1金属单质结构 235
8.3.2金属原子半径 236
8.4合金的结构 238
8.4.1金属固溶体 239
8.4.2金属化合物 240
8.4.3金属间隙化合物 242
8.5准晶 243
8.5.1准晶的发现 243
8.5.2各种准晶 245
8.5.3二十面体密堆 247
8.6非晶态合金 247
8.6.1简介 247
8.6.2非晶态合金的结构特征 249
8.6.3非晶态合金的制备与分类 250
8.6.4性能与应用 251
8.7液晶 252
8.7.1简介 252
8.7.2热致液晶 253
8.7.3溶致液晶 254
8.7.4液晶的应用 255
习题8 257
参考文献 259
第9章 离子化合物 261
9.1晶格能 261
9.1.1晶格能的静电模型 261
9.1.2晶格能的热力学模型 263
9.2几种典型的二元离子晶体结构 263
9.2.1NaCl型 263
9.2.2CsCl型 264
9.2.3ZnS型 264
9.2.4CaF2型 265
9.2.5TiO2型 266
9.3离子半径 266
9.3.1引言 266
9.3.2离子半径与周期表 268
9.3.3离子堆积规则 269
9.4离子极化 270
9.4.1离子极化的概念 270
9.4.2离子极化对结构的影响 271
9.5多元离子化合物 273
9.5.1主要多元离子化合物 274
9.5.2Pauling规则 275
9.5.3硅酸盐的结构 276
9.6功能材料晶体 278
9.6.1高温超导晶体 278
9.6.2非线性光学晶体 280
9.6.3磁性材料 282
9.6.4功能转化材料 284
习题9 285
参考文献 288
附录 289
附录1实习 289
附录2单位、物理常数和换算因子 292
附录3原子轨道能级／R（实验测定） 295
附录432个晶体学点群极射赤道平面投影图 296
附录5点群特征标表 298
附录6晶体的230个空间群的记号 308
附录7国际晶体结构数据库概况 310
附录8部分习题参考答案 312