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第一章 量子力学基础1

1.1 量子力学产生的背景1

1.1.1 量子论1

1.1.2 光的粒子性5

1.1.3 粒子的波动性7

1.1.4 不确定关系9

1.1.5 量子力学的建立11

1.2 态、波函数和力学量算符11

1.2.1 态和波函数11

1.2.2 态的叠加13

1.2.3 算符13

1.2.4 力学量算符15

1.3 量子力学基本原理17

1.3.1 状态函数18

1.3.2 薛定谔方程18

1.3.3 力学量算符18

1.3.4 力学量的本征值和平均值18

1.3.5 态叠加原理19

1.3.6 保里原理19

1.4 一维势阱中的粒子19

1.4.1 一维无限深势阱模型19

1.4.2 薛定谔方程求解19

1.4.3 一维势阱中粒子的讨论22

学习指导26

参考文献26

思考题27

习题27

第二章 原子结构29

2.1 氢原子29

2.1.1 氢原子的薛定谔方程29

2.1.2 变数分离31

2.1.3 氢原子薛定谔方程的解31

2.2 关于氢原子的讨论37

2.2.1 氢原子基态37

2.2.2 能级与简并态39

2.2.3 角动量和电磁性质40

2.2.4 复波函数和实波函数43

2.2.5 波函数和电子去的图形表示45

2.3 多电子原子和原子轨道49

2.3.1 多电子原子的薛定谔方程49

2.3.2 足以场近似和原子轨道概念50

2.3.3 自洽场方法52

2.4 电子自旋和保里原理55

2.4.1 电子自旋的实验根据55

2.4.2 电子自旋运动的性质56

2.4.3 保里原理57

2.5 核外电子排布和元素周期律60

2.5.1 核外电子排布的三原则60

2.5.2 离子的电子层结构63

阅读材料65

学习指导73

参考文献73

思考题74

习题74

第三章 双原子分子76

3.1 氢分子离子76

3.1.1 H＋2的哈密顿算符76

3.1.2 变分法解H＋2的薛定谔方程77

3.1.3 积分Sab、Haa、Hab和体系能量83

3.1.4 共价键的本质87

3.2 简单分子轨道理论88

3.2.1 双原子分子的哈密顿算符88

3.2.2 单电子近似和分子轨道88

3.2.3 原子轨道线性组合成分子轨道(LCAO-MO)法90

3.2.4 分子轨道的类型和符号95

3.3 同核双原子分子100

3.3.1 O2和F2分子101

3.3.2 N2及N以前元素的同核双原子分子103

3.4 异核双原子分子106

3.4.1 CO106

3.4.2 NO107

3.4.3 HF107

阅读材料109

参考文献112

学习指导112

习题115

4.1 分子光谱概论118

第四章 测定双原子分子结构的实验方法118

4.2 双原子分子的转动光谱120

4.3 双原子分子的振动光谱124

4.3.1 谐振子模型125

4.3.2 非谐振子模型127

4.3.3 双原子分子的振动-转动光谱129

4.4 双原子分子的电子光谱134

阅读材料136

参考文献142

学习指导142

习题145

第五章 分子对称性146

5.1.2 旋转操作和对称轴148

5.1.1 恒等操作和恒等元148

5.1 对称操作和对称元素148

5.1.3 反映操作和对称面149

5.1.4 旋转反映操作和象转轴150

5.1.5 反演操作和对称中心152

5.2 对称操作的乘积154

5.3 群的定义和举例158

5.3.1 群的定义158

5.3.2 群的一些实例159

5.3.3 关于群的几个常用概念163

5.4 分子所属点群的确定165

5.4.1 单轴群166

5.4.2 双面群168

5.4.3 立方体群172

5.5 分子对称性的系统分类法174

5.6 分子对称性与分子性质175

阅读材料177

参考文献187

学习指导187

习题188

第六章 多原子分子189

6.1 多原子分子的薛定谔方程189

6.2 单电子近似190

6.3 离域分子轨道193

6.4 定域分子轨道198

6.5 杂化原子轨道201

6.5.1 杂化轨道理论202

6.5.2 杂化轨道理论的简单应用207

参考文献212

学习指导213

习题213

第七章 共轭分子215

7.1 休克尔分子轨道(HMO)法215

7.2 有机共轭分子的л电子结构218

7.2.1 丁二烯的л电子结构218

7.2.2 苯的л电子结构223

7.3 HMO法对共轭烯烃处理的一般结果224

7.3.1 直链共轭多烯225

7.3.2 单环共轭多烯226

7.4.1 基本定义228

7.4 电荷密度、键级、自由价与分子图228

7.4.2 丁二烯的性质229

7.4.3 分子图的应用232

7.5 无机共轭分子233

7.6 共轭л键形成的条件和类型235

7.7 前线分子轨道理论及应用238

7.7.1 丁二烯的电环化反应239

7.7.2 已三烯的电五沦反应240

7.7.3 丁二烯与乙烯的环加成反应240

7.7.4 乙烯乙烯的环加成反应241

阅读材料242

学习指导247

参考文献247

习题249

第八章 配合物251

8.1 晶体场理论251

8.1.1 晶体理论简介252

8.1.2 配位化合物的几何257

8.1.3 配位合物构型畸变与姜-泰勒效应258

8.1.4 配位化合物的性质260

8.2 配合物的分子轨道法263

8.2.1 б型配位化合物263

8.2.2 б-л配位化合物267

8.3 生命体中的配合物270

阅读材料272

参考文献273

学习指导274

习题276

第九章 晶体结构基础277

9.1 晶体的点阵结构与点阵278

9.1.1 晶体结构的周期性278

9.1.2 点阵结构与点阵278

9.1.3 点阵及基本性质283

9.2 晶体结构参数284

9.2.1 晶胞参数与原子坐标参数285

9.2.2 正当点阵单位与正当晶胞286

9.2.3 晶面指标288

9.2.4 晶面间距d (hkl)290

9.3.1 理想晶体与实际晶体291

9.2.5 几个计算公式291

9.3 实际晶体291

9.3.2 单晶体、多晶体与微晶体292

9.3.3 液态晶体293

9.3.4 晶体的宏观对称性294

9.4 晶体的宏观对称性295

9.4.1 晶体的宏观对称性295

9.4.2 晶体的宏观对称元素和32点群297

9.4.3 晶系与晶体的空间点阵型式298

9.5 晶体微观对称性303

9.5.1 空间对称操作及相应的微观对称元素303

9.5.2 晶体的微观对称元素系与230个空间群306

9.6 晶体的X射线衍射307

9.6.1 晶体对X射线的衍射效应308

9.6.2 衍射方向与晶体结构参数309

9.6.3 衍射强度与晶胞内原子的种类及分布314

9.64 系统消光316

阅读材料318

参考文献325

学习指导326

习题327

第十章 结晶化学基础332

10.1金属晶体332

10.1.1 金属特性与金属键332

10.1.2 金属单质结构337

10.1.3 合金结构342

10.2 离子晶体349

10.2.1 几种二元离子晶体的典型结构形式349

10.2.2 晶格能(点阵能)354

10.2.3 离子半径355

10.2.4 哥希密特结晶化学定律359

10.3 其他键型晶体363

10.3.1 共价型晶体363

10.3.2 分子型晶体365

10.3.3 氢键型晶体367

10.3.4 混合键型晶体370

参考文献371

学习指导371

习题373