《物质结构简明教程》

绪论1

1.物质结构的研究对象和内容1

2.研究物质结构在发展国民经济方面的意义1

3.物质结构课程的目的2

4.物质结构课程的学习方法3

第一章量子力学基础和原子结构7

1.1波粒二象性和薛定谔方程7

1.关于光的本性的形而上学观点的失败7

2.关于光的本性的辩证唯物主义观点的建立8

3.电子和其他实物微粒的波动性11

4.量子力学的基本方程——薛定谔方程13

5.波函数的物理意义14

1.2氢原子或类氢离子的薛定谔方程及其解15

1.氢原子或类氢离子的薛定谔方程15

2.氢原子或类氢离子的基态16

3.氢原子或类氢离子的其他s态20

4.氢原子或类氢离子的薛定谔方程式的一般解21

5.氢原子或类氢离子的电子云分布26

1.3原子的电子层结构29

1.原子的电子能级——屏蔽效应和有效核电荷29

2.核外电子的配布——电子自旋和保里原理32

3.离子的电子层结构36

4.原子的电离能、电子亲合能和电负性38

5.原子的量子数、能级图和原子光谱项40

第二章研究分子和晶体结构的实验方法47

2.1分子的对称性47

1.对称动作和对称元素47

2.对称动作的组合——点群52

2.2晶体的对称性、晶体结构的周期性和点阵理论55

1.晶体的宏观对称性——32点群55

2.晶体结构的周期性56

3.点阵和平移58

4.点阵、素单位、复单位和格子61

5.点阵与晶体62

6.表示晶面的记号和有关定律63

7.7个晶系和14种空间点阵66

2.3测定晶体结构的X射线衍射法68

1.X射线的产生68

2.衍射的基本原理68

3.劳埃（Laue）方程70

4.布喇格（Bragg）－乌而夫（Вулъф）方程72

5.单晶体的衍射图及其应用——劳埃法75

6.粉末法原理及其应用76

7.晶体结构分析简例——钨80

2.4测定分子的几何结构的电子衍射法81

1.X射线衍射法与电子衍射法的比较81

2.气体分子的电子衍射强度公式及其应用83

3.电子衍射法测定气体分子的几何结构的一些例子85

2.5偶极矩、极化率和分子结构89

1.偶极矩和极化率89

2.极化率与介电常数的关系——克劳修斯－莫索第－德拜方程92

3.偶极矩测定法的原理95

4.偶极矩和分子结构96

2.6磁矩、磁化率和分子结构103

1.磁化率103

2.磁化率的测量104

3.分子的磁矩106

4.顺磁磁化率与分子结构107

5.反磁磁化率与分子结构109

2.7核磁共振与顺磁共振111

1.核磁矩和核磁共振111

2.化学位移、自旋偶合和核磁共振谱在化学中的应用115

3.顺磁共振及其在化学中的应用122

2.8分子光谱127

1.分子能级和分子光谱127

2.吸收定律130

3.研究分子光谱的仪器和实验方法132

4.分子的转动光谱137

5.分子的振动－转动光谱及其应用142

6.分子的紫外及可见光谱（即电子光谱）及其应用154

2.9研究分子和晶体结构的实验方法小结162

1.研究分子和晶体结构的实验方法162

2.这些实验方法在定量分析和定性鉴定方面的应用164

第三章化学键理论和分子及晶体的结构166

3.1化学键和分子间作用力的各种类型166

1.离子键和离子型晶体166

2.共价键和共价型晶体167

3.金属键和金属型晶体169

4.范德华引力和分子型晶体169

5.氢键和氢键型晶体170

6.混合键型晶体170

3.2量子力学变分法处理氢分子离子和氢分子的结果170

1.氢分子离子的薛定谔方程170

2.薛定谔方程的近似解法——变分法173

3.氢分子离子的基态和第一激发态175

4.氢分子离子的高级激发态——σ轨道和π轨道180

5.氢分子的薛定谔方程和海特勒－伦敦解法184

3.3共价键理论188

1.价键理论188

2.分子轨道理论190

3.价键轨道理论195

4.双原子分子的成键原理201

5.非共轭多原子分子的成键原理206

6.非共轭多原子分子的几何构型——价电子对互斥理论215

7.杂化轨道理论221

8.大π键形成的原理和共轭分子的结构233

9.B2H6分子的结构和多中心键242

10.共价键的键能、键长和共价半径243

3.4离子键理论和离子型晶体结构 离子极化和向共价型晶体的过渡246

1.点阵能与波恩－哈伯热化学循环246

2.点阵能的理论计算246

3.离子半径252

4.离子极化257

5.二元化合物的晶体结构263

6.硅酸盐晶体的结构267

3.5金属键的本质和金属及石墨结构270

1.金属键的本质270

2.金属结构的骨架——球的密堆积273

3.金属原子半径276

4.石墨的结构（混合键型）277

3.6络合物的化学键理论和晶体结构278

1.络合物和配位体278

2.络合物价键理论280

3.晶体场理论和配位体场理论284

4.络合物的晶体结构293

3.7范德华引力和分子型晶体结构299

1.范德华引力的本质299

2.非金属单质的晶体结构304

3.分子型无机和有机化合物的晶体结构307

4.范德华引力与物质的物理化学性质的关系308

3.8氢键和氢键型晶体结构312

1.氢键的本质312

2.分子间氢键及分子内氢键和氢键型晶体结构317

3.氢键的形成对于化合物的物理性质和化学性质的影响323

附录一、本书各章的学习目的和要求327

附录二、配合本书各章的实习、习题和复习思考题329

实习（一）点阵理论和分子及晶体的对称性331

实习（二） X射线结构分析332

实习（三） 核磁共振谱的分析334

实习（四） 简单化合物的晶体结构339

实习（五） 金属、硅酸盐和混合键型晶体结构340

附录三、参考书刊345

附录四、何处查阅有关物质结构的数据？349

附录五、附表350