第一章 小分子和有机化合物的前线轨道 1
第一节 轨道相互作用 1
1-1 轨道相互作用原理 1
1-2 三个轨道相互作用 3
1-3 四个轨道相互作用 6
1-4 链状共轭分子的前线轨道的相互作用 7
第二节 小分子的前线轨道 9
2-1 分子点群和对称操作 9
2-2 AH2型分子的分子轨道 11
2-3 甲醛分子 15
2-4 AH3型分子的前线轨道 16
2-5 双原子分子 19
2-6 AB2型分子 22
第三节 小分子的紫外光电子能谱 25
3-1 电子状态的对称性 25
3-2 紫外光电子能谱 29
第四节 环状共轭分子的前线轨道 32
4-1 苯 32
4-2 吡啶 34
4-3 单取代苯 35
4-4 双取代苯 37
4-5 环戊二烯负离子 39
4-6 吡咯、呋喃和噻吩 40
4-7 TTF 40
参考文献 42
第二章 化学反应与前线轨道 43
第一节 前线轨道理论 43
1-1 反应体系的稳定化机制 43
1-2 热反应体系的前线轨道相互作用 44
1-3 光反应体系的前线轨道相互作用 45
1-4 膺激发体系的前线轨道相互作用 46
1-5 三体相互作用 47
第二节 化学反应与前线轨道 48
2-1 Diels-Alder反应 48
2-2 BH3的二聚反应——二重轨道相互作用 50
2-3 ［2+2］环加成 50
2-4 电开环与电环合 53
2-5 H-迁移和σ-迁移 53
2-6 BH3与NH3,CO的反应 54
2-7 BH3与乙烯的加成反应 54
2-8 聚合反应 54
2-9 ene-reaction 55
2-10 芳香环上的取代反应 56
第三节 分子间弱相互作用 59
3-1 氢键相互作用 59
3-2 π-π相互作用 62
参考文献 65
第三章 配位化合物的前线轨道 66
第一节 八面体络合物 66
1-1 Oh群的对称操作与配位体的群轨道 66
1-2 八面体络合物的前线轨道 68
1-3 Jahn-Teller效应 72
第二节 平面四配位络合物 75
2-1 平面正方形络合物 75
2-2 其他平面四配位络合物 79
第三节 四面体络合物 81
3-1 正四面体络合物的前线轨道 81
3-2 Jahn-Teller效应 84
第四节 金属有机化合物——二茂铁 86
4-1 二茂铁的群轨道 86
4-2 二茂铁的分子轨道 87
第五节 金属卟啉、金属酞菁和叶绿素 88
5-1 卟啉环的群轨道 88
5-2 金属卟啉的前线轨道 91
5-3 金属卟啉衍生物 92
5-4 金属酞菁 93
第六节 小分子的配位与活化 94
6-1 CO和NO 94
6-2 分子氧 95
6-3 乙烯 97
6-4 二氧化碳 97
6-5 烯烃的加氢 98
第七节 色素-蛋白复合物 99
7-1 蛋白质 99
7-2 光系统Ⅱ反应中心的D2亚单元 101
7-3 光系统Ⅱ的聚光天线复合物 102
7-4 质体蓝素（PC）和铁氧化还原蛋白（Fd） 102
7-5 细胞色素c氧化酶 103
参考文献 104
第四章 电化学与前线轨道 105
第一节 电化学与前线轨道能量 105
1-1 前线轨道能量 105
1-2 循环伏安法 106
1-3 电极反应的可逆性 109
第二节 有机电子给体的电化学行为 110
2-1 TTF及其衍生物 110
2-2 苯胺、齐聚苯胺和聚苯胺 113
2-3 齐聚吡咯和齐聚噻吩衍生物 116
2-4 π-共轭高分子 117
第三节 有机电子受体的电化学行为 118
3-1 TCNQ的衍生物和醌类 118
3-2 紫精衍生物 120
3-3 NADP+和NAD+ 121
3-4 偶氮苯衍生物 122
3-5 富勒烯C60和C70 123
3-6 N-乙基-吩嗪和亚甲蓝 124
第四节 D-π-A分子的电化学行为 124
4-1 氰基乙烯基苯胺衍生物 124
4-2 巴比妥酸衍生物 127
第五节 六配位金属络合物 128
5-1 K4Fe(CN)6 128
5-2 CrⅢ［CrⅡ（CN）6］- 129
5-3 Ru(NH3)5Cl+ 129
5-4 Ru(bpy)2 3+ 130
第六节 四配位金属络合物 131
6-1 金属二噻烯 131
6-2 Zn(dmit)2 2- 132
第七节 二茂铁衍生物 133
7-1 单取代环戊二烯负离子 133
7-2 吸电子取代基对二茂铁的轨道能级的影响 135
7-3 推电子取代基对二茂铁的轨道能级的影响 136
7-4 二茂铁衍生物的电化学行为 136
第八节 卟啉和酞菁衍生物 138
8-1 TPP、FeTPP、CoTPP 138
8-2 CuTMPyP 138
8-3 金属酞菁 139
8-4 叶绿素 139
第九节 氧化呼吸链和氧化磷酸化 140
参考文献 142
第五章 电子光谱 144
第一节 吸收光谱与发射光谱的原理 144
1-1 辐射的吸收与发射 144
1-2 吸收定律（Lambert-Beer定律）和吸收光谱测试 146
1-3 选择定则和吸收强度 148
1-4 Franck-Condon原理和光谱形状 150
1-5 激发态的光物理过程和发射光谱测试 151
1-6 激发态的猝灭 153
1-7 偏振光谱 154
第二节 有机化合物的光谱 154
2-1 甲醛 154
2-2 偶氮苯 156
2-3 链状共轭分子 157
2-4 苯、吡啶和取代苯 160
2-5 绸环芳香族化合物 163
第三节 聚集体的光谱 165
3-1 激基缔合物的荧光 165
3-2 激发复合物的荧光 166
3-3 色素聚集体的吸收光谱 167
3-4 D-π-A分子聚集体的光谱 169
第四节 六配位络合物的光谱 171
4-1 Ti（Ⅲ）和Ti（Ⅳ）络合物 171
4-2 Cr（Ⅲ）络合物 173
4-3 Co（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）络合物 176
4-4 Cr（CO）6和Mo（CO）6 178
4-5 Ru（bpy）2 3+ 179
4-6 Co（Ⅱ）络合物 181
4-7 Ni（Ⅱ）络合物 181
第五节 二茂铁衍生物 182
5-1 二茂铁 183
5-2 PⅠ、PⅡ和PⅢ 183
5-3 PⅣ、PⅤ和PⅥ 184
第六节 卟啉和酞菁衍生物 185
6-1 PH2和PcH2 186
6-2 还原型血红素c、TPPFe（Ⅲ）Cl和ZnTPP 187
6-3 叶绿素和细菌叶绿素 188
6-4 金属酞菁 189
参考文献 190
第六章 电致变色与电致发光 191
第一节 有机化合物 191
1-1 π-离子自由基的电子跃迁类型 191
1-2 TCAQ 192
1-3 紫精衍生物 194
1-4 氰基乙烯基苯胺衍生物 195
第二节 π-共轭高分子 195
2-1 聚乙炔 195
2-2 聚吡咯和聚噻吩 196
2-3 聚苯胺 199
第三节 配位化合物 200
3-1 普鲁士蓝（PB） 200
3-2 Ru(bpy)2 3+ 201
3-3 卟啉衍生物 202
第四节 共轭高分子的电致发光 204
参考文献 207
第七章 光化学 208
第一节 光异构化反应 208
1-1 无辐射跃迁与光异构化 208
1-2 顺-反异构和光环化反应 209
1-3 光致变色 212
1-4 苯的异构化反应 215
1-5 酮的α-消除反应 217
第二节 双分子有机光化学反应 217
2-1 光反应原初过程中的轨道相互作用 218
2-2 羰基化合物的光化学 218
第三节 光诱导能量转移和首次电子转移 221
3-1 能量转移 221
3-2 激发态的首次电子转移 223
3-3 Ru(bpy)2 3+＊的能量转移和电子转移 224
3-4 C60的能量转移和电子转移 227
3-5 卟啉与分子氧的反应 230
第四节 色素的光敏作用 230
4-1 光诱导电荷分离和电子传递 230
4-2 Ru(bpy)2 3+ 232
4-3 C60与聚噻吩的二重光诱导电子转移反应 233
4-4 色素敏化太阳能电池 234
第五节 光催化剂的光诱导电子转移 236
5-1 光催化 236
5-2 光催化分解水和固CO2 237
5-3 有机物的光催化氧化分解 238
5-4 光电变色 238
参考文献 240
附录 化学上重要对称群的特征标表 242