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第1章量子力学基础1

1.1经典物理的局限及对策1

1.1.1黑体辐射与量子概念1

1.1.2光电效应与光的波粒二象性2

1.1.3氢原子光谱与玻尔模型3

1.1.4实物微粒的波粒二象性5

1.1.5测不准关系7

1.2量子力学基本假设8

1.2.1假设一 状态与波函数8

1.2.2假设二 力学量与算符9

1.2.3假设三 薛定谔方程11

1.2.4假设四 态叠加原理12

1.2.5假设五 泡利原理13

1.3箱中粒子的薛定谔方程13

1.3.1一维势箱与零点能13

1.3.2三维势箱与简并态15

习题17

第2章 原子结构19

2.1单电子体系的薛定谔方程19

2.1.1玻恩-奥本海默近似19

2.1.2坐标变换与变量分离20

2.1.3 ？方程的解22

2.1.4 ？方程的解24

2.1.5 R方程的解26

2.1.6本征态和波函数29

2.1.7 Y方程的解与电子的角动量31

2.1.8原子轨道的图像36

2.1.9电子云与径向分布函数36

2.2多电子原子的薛定谔方程39

2.2.1单电子近似40

2.2.2中心力场模型40

2.2.3屏蔽模型40

2.2.4哈特里-福克自洽场方法41

2.2.5维里定理41

2.3电子自旋42

2.3.1自旋波函数、空间波函数和全波函数42

2.3.2全同粒子和斯莱特行列式42

2.3.3电子自旋与物质的磁性43

2.4原子光谱与原子光谱项45

2.4.1原子光谱精细结构45

2.4.2微扰法与相对论效应46

2.4.3原子中电子的组态和状态49

2.4.4原子光谱项与能级49

2.4.5单电子原子光谱项49

2.4.6多电子原子光谱项51

2.4.7塞曼效应54

2.5 X射线光电子能谱57

2.5.1 X射线的产生57

2.5.2 X射线光电子能谱57

2.5.3俄歇电子能谱59

2.6元素的周期性与原子的电负性60

2.6.1元素周期表60

2.6.2原子轨道能级60

2.6.3原子的电负性61

2.6.4电负性的光谱定义61

习题61

第3章 分子结构63

3.1 H2+的薛定谔方程及其解63

3.1.1 H2+的薛定谔方程63

3.1.2变分原理与线性变分法64

3.1.3线性变分法求解H2的薛定谔方程65

3.1.4成键、反键轨道与共价键的本质68

3.1.5 H2的薛定谔方程及其解69

3.2分子轨道理论71

3.2.1分子中的单电子波函数71

3.2.2原子轨道线性组合为分子轨道MO-LCAO72

3.2.3成键三原则72

3.2.4分子轨道理论与价键理论比较74

3.3双原子分子结构76

3.3.1同核双原子分子77

3.3.2异核双原子分子80

3.4饱和分子结构83

3.4.1杂化轨道理论83

3.4.2离域分子轨道与离域键95

3.4.3定域分子轨道与定域键98

3.4.4定域和离域分子轨道的关系99

3.5共轭分子结构100

3.5.1丁二烯的π电子薛定谔方程100

3.5.2休克尔分子轨道法求解101

3.5.3电荷密度、键级、自由价和分子图105

3.5.4其他离域π键106

3.5.5共轭分子与光催化107

3.6缺电子分子的结构110

3.6.1三中心两电子键与硼烷分子结构110

3.6.2其他缺电子分子112

3.6.3缺电子化合物与路易斯酸114

3.7配位化合物结构115

3.7.1定域分子轨道方法115

3.7.2分子轨道方法117

3.7.3配位场方法120

习题122

第4章 分子的对称性124

4.1对称图形、对称操作与对称元素125

4.1.1旋转与旋转轴125

4.1.2反映与对称面125

4.1.3反演与对称中心126

4.1.4旋转反演与反轴126

4.1.5旋转反映与映轴126

4.1.6对称元素组合规则128

4.2分子点群128

4.2.1群论的概念128

4.2.2对称操作的矩阵表示129

4.2.3分子点群的分类130

4.2.4分子所属点群的判断135

4.2.5群的表示135

4.3分子对称性和性质的关系140

4.3.1分子对称性和偶极性140

4.3.2分子对称性和旋光性141

4.4分子轨道对称性与反应机理142

4.4.1前线分子轨道理论142

4.4.2分子轨道对称守恒原理144

习题147

第5章 分子结构分析原理148

5.1分子中的量子化能级148

5.2分子光谱149

5.2.1转动光谱149

5.2.2振动光谱152

5.2.3振动-转动光谱156

5.2.4红外光谱156

5.2.5拉曼光谱158

5.2.6紫外-可见吸收光谱160

5.2.7荧光和磷光发射光谱161

5.2.8紫外光电子能谱162

5.3核磁共振谱166

5.3.1原子核自旋166

5.3.2核磁塞曼效应167

5.3.3核磁共振谱168

5.4电子顺磁共振谱171

5.4.1电子顺磁塞曼效应171

5.4.2电子顺磁共振谱的精细结构171

5.4.3电子顺磁共振谱的超精细结构171

习题173

第6章 晶体结构175

6.1晶体的结构特征与性质175

6.2晶体与点阵176

6.2.1点阵的概念176

6.2.2平移群178

6.2.3晶胞与分数坐标179

6.2.4晶面与晶面指标179

6.3晶体的对称性181

6.3.1宏观对称性181

6.3.2微观对称性181

6.4晶体的分类182

6.4.1化学键分类182

6.4.2晶胞参数分类183

6.4.3点阵格子分类184

6.4.4点群分类186

6.4.5空间群分类187

6.5金属晶体和能带理论189

6.5.1等径圆球密堆积模型189

6.5.2堆积型式与原子半径190

6.5.3合金结构192

6.5.4自由电子模型195

6.5.5能带理论196

6.6离子晶体196

6.6.1不等径圆球堆积与离子半径197

6.6.2典型离子晶体结构198

6.7共价晶体203

6.7.1金刚石晶体结构203

6.7.2氧化锆晶体结构203

6.7.3硫化锌晶体结构203

6.7.4氧化硅、硅酸盐及分子筛晶体结构204

6.8分子晶体206

6.8.1单原子分子晶体结构206

6.8.2干冰晶体结构207

6.8.3 C60晶体结构207

6.9混合键型晶体207

6.9.1石墨晶体结构207

6.9.2 CdI2晶体结构208

6.10戈尔德施米特结晶化学定律209

6.10.1范德华力与原子的范德华半径209

6.10.2离子键与晶格能211

6.10.3玻恩-哈伯循环212

6.10.4离子的极化性能与键型变异规律212

6.10.5戈尔德施米特结晶化学规律213

习题213

第7章 晶体结构分析原理215

7.1 X射线在晶体中的衍射215

7.1.1劳厄方程215

7.1.2布拉格方程216

7.2衍射强度与系统消光217

7.2.1晶体的衍射强度217

7.2.2点阵的系统消光218

7.3照相法220

7.3.1劳厄照相法220

7.3.2旋转照相法220

7.3.3粉末照相法221

7.4衍射仪法222

7.4.1粉末衍射仪法222

7.4.2单晶衍射仪法223

7.5物相分析方法224

习题227

参考文献228

附录229

附录1物理常数表（2010年）229

附录2元素周期表230

后记231