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第一章量子力学基础知识1

一、量子力学实验基础1

1.光的波粒二象性1

2.实物粒子的波粒二象性2

3.德布罗意波的统计解释4

二、不确定关系6

三、量子力学的基本假设8

1.态函数9

2.力学量与算符12

3.薛定谔方程14

5.态函数的标准条件15

4.态叠加原理15

四、金属中自由电子的运动17

五、基本例题解24

习题26

第二章原子结构和性质28

一、类氢原子体系的薛定谔方程及解28

1.类氢原子体系的薛定谔方程28

2.分离变量法30

3.三个方程的求解31

4.类氢原子态函数36

5.原子轨道37

1.主量子数n39

2.角量子数l39

二、角量子数和磁量子数的物理意义39

3.磁量子数m40

三、类氢原子的原子轨道和电子云图形40

1.概述40

2.原子轨道的径向部分与电子云径向部分42

3.原子轨道角度分布与电子云角度分布44

四、多电子原子49

1.氦原子的薛定谔方程49

2.中心力场模型51

3.N电子原子的薛定谔方程52

4.屏蔽效应和钻穿效应54

2.电子自旋假设57

1.施登-盖拉赫(Stern-Gerlach)实验57

五、电子的自旋57

六、基态原子核外电子排布的原则59

1.保里(Pauli)原理59

2.能量最低原理61

3.洪特规则62

七、原子光谱项63

1.原子状态63

2.原子光谱项66

八、原子的电负性67

1.电负性的表示67

2.电负性与物质的性质69

九、基本例题解72

习题75

第三章分子轨道理论77

一、氢分子离子78

1.氢分子离子的薛定谔方程78

2.线性变分原理79

3.用线性变分法求解H+2的薛定谔方程80

4.变分法处理H+2所得主要结果的分析83

二、分子轨道理论88

1.简单分子轨道理论的要点88

2.应用实例92

三、分子轨道的类型、符号和能级顺序94

1.类型和符号94

四、双原子分子的结构和性质97

2.能级顺序97

1.同核双原子分子98

2.异核双原子分子101

五、休克尔分子轨道理论和共轭分子104

1.休克尔分子轨道法104

2.离域π键形成条件和类型116

3.离域效应117

4.超共轭效应119

六、分子轨道对称守恒原理119

1.前线分子轨道理论120

2.分子轨道对称守恒原理123

七、基本例题解127

习题131

一、海特勒-伦敦处理氢分子的结果133

1.处理结果133

第四章价键理论133

2.氢分子的完全态函数135

二、价键理论的要点及对简单分子的应用137

1.价键理论的要点138

2.价键理论对简单分子的应用138

三、杂化轨道理论139

1.杂化轨道理论要点139

2.等性杂化轨道的主要类型143

3.SP不等性杂化147

四、价电子对互斥理论(VSEPR)147

2.应用VSEPR分析实例148

1.VSEPR判断分子几何构型的规则148

五、基本例题解151

习题154

第五章配合物的化学键理论155

一、概述155

二、配合物的价键理论156

三、晶体场理论157

1.中心离子d轨道能级的分裂158

2.配合物的紫外可见光谱162

3.中心离子d电子的排布——高自旋态和低自旋态163

4.晶体场稳定化能165

5.姜-泰勒(John-Teller)效应166

1.σ键167

四、配合物的分子轨道理论初步介绍167

2.π键169

3.σ-π配键171

五、基本例题解174

习题176

第六章分子的物理性质及弱化学键177

一、分子的电学性质177

1.偶极矩177

2.分子的极化作用178

3.极化率与介电常数的关系180

4.极化作用与频率的关系185

5.偶极矩的应用187

二、分子的磁学性质189

1.磁化率189

2.分子磁矩190

3.摩尔顺磁磁化率与磁矩的关系192

三、分子间作用力193

1.范德华力的本质194

2.兰纳-琼斯(Lennard-Jones)势197

3.分子间作用力对物质物理性质的影响198

4.原子和基团的范德华半径与分子的大小和形状200

四、弱化学键作用203

1.氢键203

2.分子间配键208

五、基本例题解209

习题211

第七章分子光谱213

一、分子光谱简介213

二、吸收光谱的几种表示法218

1.光的吸收基本定律——朗伯-比尔定律218

2.吸收光谱的几种表示法219

三、双原子分子转动光谱221

1.刚性转子模型221

2.转动跃迁选律223

四、双原子分子的振动光谱226

1.谐振子模型226

2.振动跃迁选律227

3.双原子分子势能曲线229

4.非谐振子模型230

五、双原子分子的振动-转动光谱233

六、多原子分子的振动光谱236

1.多原子分子的简正模式236

2.特征频带区和指纹区240

3.红外光谱的应用242

七、拉曼光谱简介244

1.拉曼光谱原理244

2.拉曼光谱仪246

3.拉曼光谱的特点247

八、紫外可见光谱及其应用247

1.概述247

2.电子跃迁的类型249

3.发色团和助色团250

4.应用251

九、基本例题解254

习题258

第八章晶体结构261

一、晶体结构的周期性和点阵概念261

1.直线点阵263

2.平面点阵263

3.空间点阵264

1.布拉维(Brarisa)法则265

2.十四种空间点阵型式265

二、十四种空间点阵型式265

三、空间点阵与晶体267

四、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标268

1.微粒的分数坐标269

2.晶棱指标270

3.晶面指标(hkl)270

五、晶体的宏观对称性271

1.晶体的宏观对称元素与对称操作271

2.晶体的32种宏观对称类型276

3.七个晶系277

六、晶体学点群279

七、晶体的微观对称性283

八、X射线衍射法283

2.布拉格方程式284

1.衍射原理284

3.粉末法286

九、金属键和金属的一般性质290

十、金属的晶体结构和原子半径293

1.等径圆球的堆积293

2.金属原子半径296

十一、离子晶体和点阵能计算297

1.离子晶体的最简单结构形式298

2.点阵能的计算299

十二、离子半径303

1.离子半径的引出303

2.离子半径的变化趋势305

1.鲍林规则306

十三、离子晶体结构的鲍林规则与典型的离子晶体306

2.介绍几种离子晶体309

十四、共价晶体与分子晶体313

1.共价晶体313

2.分子晶体313

十五、实际晶体的缺陷314

1.实际晶体与理想晶体314

2.实际晶体的缺陷315

3.单晶体、多晶体、微晶体317

十六、基本例题解318

习题320

参考文献322

附录323