第一章 量子力学基本原理 1
1.1 量子力学基本公设及其推论 1
一、微观粒子运动状态的描述 1
二、力学量的性质及其测量 2
三、状态叠加原理和反对称波函数 9
四、薛定谔方程 10
1.2 简单体系的量子力学处理 12
一、自由粒子和箱中粒子 12
二、双原子分子的振动 14
三、δ函数及动量本征函数 22
1.3 关于平均值的两个重要定理 27
一、Hellmann—Feynman定理 27
二、Virial定理 28
1.4 量子力学体系的表象 31
一、状态和力学量算符的表象 31
二、本征方程的矩阵表示 34
三、不同表象之间的变换 35
四、Dirac符号 37
1.5 投影算符和密度矩阵 39
一、投影算符 39
二、密度矩阵 43
习题 50
第二章 近似方法 55
2.1 Born—Oppenbeimer近似 55
2.2 定态微扰理论 57
一、非简并态的微扰 59
二、简并态的微扰 71
2.3 变分法 77
一、基本原理 77
二、一般变分法步骤 80
三、激发态的变分法 82
四、线性变分法 84
习题 88
第三章 原子结构和角动量理论 91
3.1 氢原子和类氢离子的电子结构 91
一、定态薛定谔方程的解 91
二、勒詪德函数和球谐函数的性质 103
3.2 多电子波函数 108
一、电子自旋 109
二、全同性原理 113
三、多电子波函数 114
3.3 角动量偶合理论 117
一、原子体系的对易算符 119
二、角动量偶合理论 120
三、求谱项波函数的方法 129
3.4 多电子原子的能级 139
一、对角元加和定律 140
二、能量矩阵元的计算 142
3.5 自洽场方法——Hartree—FocK方程 154
3.6 自旋—轨道相互作用 158
一、旋轨偶合作用能 159
二、塞曼效应 161
习题 163
第四章 群论及其应用 167
4.1 群的基本概念 167
一、群的定义和实例 167
二、子群 170
三、同构和同态 170
四、共轭元素和类 172
4.2 分子点群和置换群 174
一、分子点群 174
二、群表示理论 179
三、置换群 194
4.3 连续旋转群 202
一、坐标旋转和函数旋转 202
二、旋转和角动量 203
三、角动量本征函数的变换性质 205
四、三维空间旋转群O+(3) 209
五、二维特殊酉群SU(2) 211
六、O+(3)群的不可约表示 218
4.4 群表示的直积 224
一、直积表示的基函数 224
二、直积表示特征标 226
三、Clebsch—Gordon系数的一般形式 229
4.5 群论与量子化学 230
一、体系的本征函数构成群的不可约表示的基 230
二、微扰的对称性与能级的分裂 240
三、利用群论简化矩阵元和久期方程 242
习题 243
第五章 分子的电子结构及分子轨道理论 251
5.1 简单分子的电子结构 251
一、氢分子离子(H2?)的电子状态 251
二、氢分子的MO和VB法处理 260
一、H?cKel分子轨道理论 274
5.2 有机共轭分子与HMO理论 274
二、有机共轭分子的HMO处理 276
三、PMO与FEMO 292
四、共轭分子的电子结构规律及其应用 300
5.3 定性分子轨道方法 309
一、分子轨道能级的表示方法 309
二、定域和非定域分子轨道 314
三、构型的定性分子轨道方法 326
四、化学反应的定性分子轨道理论 329
5.4 自洽场分子轨道方法 333
一、Roothaan方程 335
二、从头算的计算方法 339
三、分子轨道的性质及其改进 340
四、近似SCFMO计算方法 344
五、基函数问题 349
习题 350
第六章 络合物与配位场理论 356
6.1 配位场势函数及d轨道分裂 357
一、配位场基本概念 357
二、配位场势函数 360
三、d1能级的分裂 368
6.2 dn组态的弱场情况 373
一、dn组态的谱项能量表示方法 373
二、d2组态的弱场处理 375
三、由弱场到中间场的进一步计算 390
6.3 dn组态的强场情况 392
一、d2组态的强场处理 392
二、由强场到中间场的进一步计算 398
6.4 dn组态的空穴形式 402
6.5 其它对称性的配位场 404
一、Td、D4及D2d场 404
二、Jahn—Teller定理 410
6.6 中心离子的旋轨偶合作用 411
一、双值群 411
二、d1组态的旋轨偶合作用 413
三、d2组态旋轨偶合的计算 415
6.7 过渡金属络合物的分子轨道理论 421
一、八面体(Oh)配位络合物 421
二、计算方法 427
三、角重迭方法(AOM) 430
6.8 原子簇化合物分子轨道理论 440
一、金属间成键的基本观点 440
二、构型的分子轨道研究 443
三、计算方法 446
习题 448
第七章 晶体化学键理论基础 452
7.1 一维晶体 452
一、一维布洛赫函数(BF) 452
二、平移对称性 456
三、K空间和布里渊区 457
四、能带结构 459
五、能带结构和晶体的性质 463
一、三维布洛赫函数 466
7.2 三维晶体的能带理论 466
二、倒易晶格 467
三、三维晶体的K空间和第一布里渊区 470
四、电子结构的计算——LCAO法 481
7.3 K空间的点群对称性 484
一、空间群的基本概念 484
二、K向量的星和群 486
三、用K群的不可约表示将波函数分类 490
7.4 共价晶体的电子结构 497
一、金刚石型晶体的能带特征 497
二、金刚石晶体能带的LCAO法计算 499
三、三维晶体中能量矩阵元的计算 508
7.5 能带理论中的等价轨道法 511
一、布洛赫函数和定域分子轨道 511
二、金刚石晶体的等价轨道方法 513
习题 519
第八章 分子光谱原理 520
8.1 概述 520
8.2 含时微扰理论 521
一、含时微扰公式 521
二、光的吸收和发射 524
一、正则振动方式和正则坐标 526
8.3 分子振动和F、G矩阵的对称化 526
二、确定正则振动方式(或正则坐标)的方法 531
三、F、G矩阵的对称化 535
8.4 基频振动跃迁的选择定则 542
一、分子的振动跃迁波函数 542
二、分子振动波函数的对称性 543
三、基频红外和拉曼光谱选择定则 544
习题 546
附录:一些常见点群的特征标表 548
主要参考书目 562