第一章 绪论 1
§1-1 结构化学的对象及其意义 1
§1-2 结构分析方法的特点 4
1．物理方法的优缺点 4
2．电磁光谱 4
第二章 原子结构 7
§2-1 物质的微粒性和波动性 7
1．光的双重性 9
2．实物的双重性 10
3．测不准关系 12
§2-2 薛定谔方程 13
1．薛定谔方程的建立 13
2．波函数的一般性质——合理解条件 15
1．类氢原子的薛定谔方程 16
目录 16
§2-3 类氢原子的量子力学处理 16
2．求解结果 19
3．量子数的物理概念 23
§24电子云分布 25
1．径向分布 26
2．角度分布 27
§2-5 多电子原子的中心力场模型 30
1．中心力场模型 30
2．参数的经验计算及其应用 31
§2-6 元素的周期律 33
1．电子自旋 33
2．保里原理 34
3．核外电子的配布 35
§2-7 原子的光谱项 37
1．多电子原子的量子数 38
2．原子的光谱项 40
§2-8 原子光谱分析 44
1．谱线的波长 45
2．谱线的强度 48
第三章 分子结构 51
§31一般介绍 51
一、价键理论 53
§3-2 电子配对法基础 53
1．变分函数φ的选择 54
2．变分法 54
3．氢分子的两种状态 57
§3-3 电子配对法的应用 59
2．共价键的强度和方向性 60
1．共价键的饱和性 60
§3-4 有机结构和s-p杂化 61
1．问题的提出 61
2．杂化轨道理论要点 63
3．应用 66
§3-5 络合物结构和d-s-p杂化 68
1．d-s-p杂化轨道 70
2．络合物的结构 71
二、分子轨道理论 72
§3-6 分子轨道法基本原理 73
1．方法概要 73
2．最佳成键原则 75
§3-7 双原子分子结构 76
1．分子轨道的类型和能级次序 76
2．示例 79
§3-8 共轭分子的结构 81
§3-9 共轭分子的性质 86
1．分子图 87
2．定位法则 88
3．前线轨道理论 89
三、配位场理论 91
§3-10 d能级的分裂 91
1．晶体场描述 91
2．分子轨道理论描述 93
§3-11 配位场理论的应用 95
1．络合物的电子结构 95
2．络合物的立体构型 96
第四章 晶体结构 101
§4-1 对称性和点群概念 101
1．对称性和对称元素 101
2．对称操作的集合——点群 104
§4-2 晶体的宏观对称性 105
1．32种点群 105
2．七个晶系 108
§4-3 晶体的点阵结构和平移群 110
1．晶体结构的周期性 111
2．14种空间格子 112
§4-4 晶胞结构的描述 114
1．晶胞中原子的数目 115
2．点坐标 115
3．晶面符号 116
§4-5 金属单质的结构 117
1．密堆积 118
2．间隙类型 118
§4-6 金属键——能带理论 120
3．立方体心堆积 120
4．金属原子半径 120
1．能带理论概念 121
2．导体、绝缘体、半导体 123
§4-7 简单离子晶体结构 124
1．二元离子晶体的结构 124
2．离子的堆积 124
3．离子的极化 127
4．尖晶石型结构 128
§4-8 点阵能 129
1．玻恩－哈伯热化学循环 130
2．理论计算 130
3．应用 132
1．分子晶体 133
§4-9 其它键型的晶体结构 133
2．共价晶体 135
3．混合键型晶体 136
第五章 X射线衍射法 140
一、基本原理 140
§5-1 衍射方向和晶胞参数 140
1．劳埃方程 140
2．布拉格方程 141
3．晶面符号和衍射指标 143
§5-2 衍射强度和晶胞中原子的分布 144
1．强度公式 144
2．系统消光 146
3．积分强度 147
§5-3 电子云密度——傅里叶级数合成法 148
§5-4 x射线的产生和性质 150
1．x射线谱 150
二、实验方法 150
2．x射线的吸收性质 153
§5-5 粉末法 154
1．照相法 154
2．衍射计法 155
§5-6 单晶法 157
1．转动晶体法 157
2．运动底片法 159
三、应用示例 162
§5-7 晶体结构分析 162
§5-8 物相分析 164
1．分析方法 164
2．AsTM卡片的检索 166
1．分子中的原子间距和共价半径 168
§5-9 共价半径、离子半径和范德华半径 168
2．离子半径 169
3．范德华半径 170
§5-10 高聚物的结晶度和固溶体的晶胞常数 171
1．高聚物的结晶度 171
2．分子筛的硅－铝比 172
§5-11 粒子大小的测定 175
1．线宽法 175
2．低角散射法 177
§5-12 非晶态物质的结构分析 178
1．径向分布函数 178
2．非晶态物质的结构 180
1．分子能级和分子光谱的分类 184
§6-1 分子能级和分子光谱 184
一、基本原理 184
第六章 电子光谱 184
2．弗兰克－康登原理 187
§6-2 电子能级和跃迁类型 188
1．跃迁类型 189
2．生色基和助色基 190
§6-3 谱带的强度和跃迁几率 192
1．谱带的积分强度 192
2．选择定则 193
二、实验方法 195
§6-4 仪器装置 195
1．单光束非记录式 196
2．双光束记录式 197
1．吸收曲线和溶剂选择 198
§6-5 某些工作条件 198
2．光的强度和单色性控制 201
§6-6 分子发射光谱 204
1．荧光和磷光 204
2．荧光分光光度测定 205
三、应用示例 207
§6-7 化学分析 207
1．条件选择 207
2．定量分析 208
§6-8 有机结构分析 209
1．对比法 209
2．计算法 210
§6-9 络合物的电子结构和性质 212
1．过渡金属络合物 212
2．分子加成化合物 214
3．软硬酸碱（SHAB）性质的阐明 215
1．基态 217
§6-10 平衡常数的测定 217
2．激发态 218
第七章 旋光光谱与圆二色谱 221
一、基本原理 221
§7-1 光的旋光性及圆二色性 221
1．旋光性 221
2．圆二色性 224
§7-2 光学活性的对称性要求 225
§7-3 旋光色散曲线和光学活性发色团 228
1．旋光色散曲线 228
2．光学活性基团 229
二、实验方法 230
§7-4 光学活性化合物的制备 231
1．非对称化合或分解 231
2．手对称守恒反应 231
1．旋光计 232
3．衍生物的制备 232
§7-5 仪器装置 232
2．圆二色计 234
§7-6 实验条件 236
1．温度影响 236
2．溶剂和浓度效应 237
三、应用示例 238
§7-7 单波长旋光法的应用 239
1．结构分析 239
2．分析测定 241
§7-8 构型分析 242
1．酮基异构体 243
2．双键异构体 243
3．络合物的立体化学 244
1．八区律规则 246
§7-9 构象分析 246
2．圆二色谱法 247
第八章 振动光谱 250
一、基本原理 250
§8-1 双原子分子的谐振模型 251
1．量子力学处理结果 251
2．吸收峰的波数和强度 254
§8-2 多原子分子的正则振动 255
1．正则振动 255
2．能级和选择定则 258
§8-3 特征频率 259
1．特征频率的实质 259
2．倍频、合频、机械偶合和费米共振 262
§8-4 影响吸收谱带的因素 263
1．主要部件 266
§8-5 仪器装置 266
二、实验方法 266
2．双光束红外光度计工作原理 268
§8-6 某些工作条件 270
1．样品处理 270
2．操作条件的选择 271
3．主要附件 271
§8-7 拉曼光谱 272
1．拉曼谱线 273
2．激光拉曼光谱 274
三、应用示例 277
§8-8 分子常数的计算 278
1．弹力常数 278
2．键的离解能 279
1．标准图谱的查阅 280
§8-9 有机化合物的鉴定 280
2．官能团分析 281
3．结构判断 282
§8-10 化学分析 283
1．定性分析 283
2．定量分析 285
§8-11 催化剂和表面态的研究 288
1．吸附态 288
2．表面酸中心 289
3．分子筛的硅－铝比 291
§8-12 高聚物的取向度和结晶度 292
1．偏振光研究取向 292
2．结晶度 295
1．分子的极化率 297
§9-1 分子的极化率和物质的介电常数 297
一、基本原理 297
第九章 介电常数法和折射率法 297
2．物质的介电常数 299
3．克劳修斯－莫索第－德拜方程 300
§9-2 偶极矩的加和性规则 300
1．键矩和基矩 301
2．偶极矩和分子对称性 302
§9-3 克分子折射度及其加和性 303
1．克分子折射度 303
2．克分子折射度的加和性 305
二、实验方法 307
§9-4 介电常数的测定 307
1．电桥法 307
2．偶极矩的计算 309
1．折射计法 310
§9-5 折射率的测定 310
2．干涉计法 313
三、应用示例 315
§9-6 克分子折射度的应用 315
1．有机化合物的结构 315
2．化学分析 316
§9-7 分子结构的测定 317
1．立体结构 317
2．络合物结构 319
§9-8 分子内旋转的研究 320
§9-9 固体中分子的运动 321
§9-10 分子中的电荷分布及成键情况 324
1．物质的磁化率 328
§10-1 物质磁性的分类 328
一、基本原理 328
第十章 磁化率法 328
2．铁磁性和反铁磁性 329
§10-2 分子的磁矩和物质的磁化率 331
1．顺磁性的原因 331
2．反磁性的原因 333
3．朗之万－德拜方程 334
§10-3 反磁磁化率的加和性 335
1．有机分子 335
2．络合物 336
二、实验方法 338
§10-4 仪器类型 338
1．法拉第法 338
2．哥埃法 340
§10-5 哥埃法的校正和计算 341
三、应用示例 343
§10-6 过渡金属络合物的结构 344
1．过渡金属离子的磁矩和立体结构 344
2．配位场理论对络合物磁矩的诠释 347
§10-7 化学分析 350
1．稀土元素离子的纯度及其分析 350
2．其它磁性分析法 350
§10-8 有机分子的结构 352
1．加和性规则 352
2．自由基的鉴定 353
§10-9 催化剂的研究 355
第十一章 核磁共振谱 359
一、基本原理 359
§11-1 原子核在磁场中的行为 359
1．屏蔽常数 362
§11-2 化学位移 362
2．化学位移的大小 363
§11-3 自旋－自旋偶合 366
1．自旋分裂 366
2．峰的数目和强度 368
§11-4 谱线的宽度 370
1．松弛机理 370
2．交换过程 372
二、实验方法 373
§11-5 仪器装置 373
1．方法概要 373
2．改善仪器性能的一些措施 375
§11-6 化学位移的标准 375
§11-7 双共振技术 378
1．异类核 378
2．同类核 379
§11-8 化学分析 380
1．定性分析 380
三、应用示例 380
2．定量分析 381
§11-9 有机化合物的结构 382
1．结构的解释和判断 382
2．动力学研究 383
§11-10 无机络合物的结构 386
1．谱线宽度和核间距 386
2．非质子核的应用 387
§11-11 聚合物的结构 389
1．宽谱线核磁共振谱的应用 389
2．聚合物的构型 389
§12-1 电子在磁场中的行为 393
1．齐曼分裂 393
一、基本原理 393
第十二章 顺磁共振谱 393
2．影响g值的因素 394
§12-2 超精细分裂 396
1．峰的数目和强度比 396
2．超精细分裂常数和自旋密度 398
§12-3 影响未成对电子能量的因素 399
1．相互作用能量 399
2．零场分裂和克雷默简并 401
3．谱线的宽度 402
二、实验方法 403
§12-4 仪器装置 403
1．方法概要 403
1．灵敏度 406
2．微分曲线 406
§12-5 某些工作条件 406
2．双共振技术 407
3．电子计算机处理 407
三、应用示例 409
§12-6 有机自由基的研究 410
1．分子轨道理论的诠释 410
2．不同状态的图谱 411
§12-7 辐照电离自由基的研究 413
§12-8 络合物的研究 415
1．价态和键型 415
2．电子离域作用 416
§12-9 催化动力学研究 417
1．催化上的应用 417
2．反应速率常数 418
第十三章 质谱 422
一、基本原理 422
§13-1 质谱峰的形式 422
1．碎片的形成 423
2．同位素峰 425
§13-2 质谱和分子结构的关系 427
1．特征峰的一般规律 427
2．准平衡态理论 429
二、实验方法 431
§13-3 仪器装置 431
1．单聚焦质谱仪 431
2．高分辨率质谱仪 433
§13-4 某些工作条件 434
1．样品要求 434
2．图谱的表示 435
3．灵敏度和分辨率 437
三、应用示例 438
§13-5 化学分析 438
1．定性分析 438
2．定量分析 441
§13-6 质量的测定 442
1．同位素丰度和原子量 442
2．分子量测定 443
3．化学式的确定 444
§13-7 分子结构和反应机理的研究 445
1．分子结构的测定 445
2．稳定同位素的应用 447
§13-8 电子轰击法研究能量 448
1．电离能 448
2．键能和离子生成能 449
3．电子亲合势和元素的电负性 452
第十四章 莫斯鲍尔谱 454
一、基本原理 454
§14-1 原子核的辐射和吸收 454
1．静止自由核的辐射和吸收 454
2．无反冲核共振 455
3．无反冲γ射线放射百分数 457
§14-2 影响核能级的三种效应 458
1．化学位移 458
2．电四极矩超精细分裂 459
3．齐曼效应 461
二、实验方法 463
§14-3 仪器装置 463
1．多普勒效应 463
2．仪器装置 465
1．化学位移的标准 469
§14-4 参数的标准和符号 469
2．△R/R的符号 470
3．电场梯度的符号 472
三、应用示例 472
§14-5 铁化合物的结构 473
1．一般规律 473
2．几个例子 474
§14-6 锡化合物的结构 475
1．一般规律 475
2．几个例子 477
§14-7 表面和催化的研究 478
§14-8 晶体结构 480
一、基本原理 483
第十五章 电子能谱 483
§15-1 紫外光电子能谱 484
1．影响谱带特征的因素 485
2．分子轨道理论诠释 487
§15-2 x射线光电子能谱 488
1．结合能的导出 488
2．化学位移及其规律 490
§15-3 俄歇能谱 493
1．俄歇过程 494
2．俄歇电子的能量 495
二、实验方法 495
§15-4 光电子能谱仪 495
§15-5 俄歇能谱仪 498
1．仪器装置 498
2．实验结果 500
§15-6 有关方法的对比 501
1．某些方法的特点 501
2．其它形式的电子能谱 503
三、应用示例 504
§15-7 化学分析 504
1．x射线光电子能谱法 504
2．紫外光电子能谱法 507
§15-8 有机分子结构 507
§15-9 表面态和催化剂研究 509
1．表面态的研究 509
2．催化剂的活性 510
3．分子筛的研究 510
§15－10 电离能和分子轨道理论 512
1．经验解释 512
2．理论和实验的比较 514
§15-11 俄歇能谱的应用 515
1．晶粒间隙中的聚集作用 516
2．表面氧化的研究 517
第十六章 结语 519
§16-1 结构分析方法的比较 519
§16-2 有机分子结构分析示例 525
§16-3 无机催化剂结构分析示例 532
1．阳离子环境 533
2．吸附分子的性质 534
附录一 一般参考资料 537
附录二 物理常数 539
附录三 能量单位间的变换系数 540
附录四 英中人名对照表 541
附录五 结构参数周期表 543