《基础结构化学》

第一章量子力学基础1

1-1光的波粒二象性1

1．黑体辐射1

2．光电效应2

1-2 原子能量的不连续性5

1-3实物微粒的波动性8

1．deBroglie假设8

2．电子衍射实验9

3．波函数的物理意义11

4．不确定关系13

1-4波动方程15

1．驻波15

2．Schr？dinger方程17

1-5算符18

1．算符代数19

2．线性算符20

3．本征方程20

4．Hermite算符21

1-6 量子力学的基本假设23

1-7角动量27

1．角动量算符27

2．？2和？2的本征值和本征函数31

1-8一维势箱中的粒子36

习题43

第二章原子结构47

2-1 氢原子及类氢离子47

2-2 原子轨道和电子云的图示57

2-3氦原子66

1．变分法66

2．氦原子Schrodinger方程的变分解法69

2-4电子自旋和Pauli原理74

1．电子自旋74

2．Pauli原理76

2-5多电子原子79

1．独立粒子模型和自洽场方法80

2．中心力场近似和原子轨道能级85

2-6 原子中的电子排布和元素周期系88

2-7原子能级91

1．原子的状态91

2．原子光谱项94

3．原子光谱101

4．原子光谱的精细结构和超精细结构104

习题二108

第三章双原子分子结构112

3-1 氢分子离子H+2112

3-2 分子轨道理论122

3-3 同核双原子分子130

3-4 异核双原子分子135

3-5价键理论138

1．H2的量子力学处理138

2．价键理论（VB）的基本内容145

3-6分子轨道理论和价键理论的初步比较147

习题三149

第四章分子对称性和群论基础151

4-1 对称操作和对称元素151

4-2 对称元素的组合155

4-3群158

1．群的数学定义158

2．群的乘法表160

3．子群、类和同构162

4-4 点群163

4-5群的表示168

1．对称操作的矩阵表示168

2．群的矩阵描述171

3．特征标和特征标表174

4-6群论的应用179

习题四183

第五章多原子分子结构185

5-1杂化轨道理论185

1．杂化轨道理论的实验依据185

2．杂化轨道理论的基本内容186

3．杂化轨道理论的应用190

5-2离域分子轨道与定域分子轨道201

1．水分子的离域MO·和定域MO202

2．甲烷分子的离域MO和定域MO204

5-3价电子对互斥理论206

1．VSEPR理论的基本思想206

2．VSEPR理论的应用208

3．VSEPR理论适用的范围215

5-4共轭分子216

1．Hückel近似217

2．图论大意227

3．电荷密度、键级、自由价和分子图235

4．离域π键形成的条件及共轭效应241

5-5分子轨道对称守恒原理242

1．电环合反应的实验规律242

2．前线轨道理论244

3．能量相关理论249

习题五255

第六章络合物结构258

6-1 络合物的一般概念258

6-2络合物的化学键理论260

1．价键理论261

2．晶体场理论263

3．分子轨道理论267

6-3络合物的性质271

1．紫外—可见光谱271

2．磁性273

3．立体化学281

4．络合物的其他性质286

6-4特殊键型络合物289

1．羰基络合物289

2．π络合物291

3．原子簇化合物292

习题六293

第七章分子的光谱、磁共振谱和光电子能谱295

7-1 分子光谱的特征295

7-2 双原子分子的转动光谱298

7-3 双原子分子的振动光谱303

7-4 红外光谱308

7-5 Raman光谱313

7-6分子的电子光谱316

1．有机化合物的电子光谱316

2．无机化合物的电子光谱321

7-7核磁共振谱323

1．核磁共振的基本原理323

2．化学位移325

3．自旋偶合328

7-8顺磁共振谱331

1．顺磁共振的基本原理331

2．旋－轨偶合333

3．精细结构和超精细结构334

7-9光电子能谱336

1．基本原理336

2．紫外光电子能谱337

3．X光电子能谱341

4．Auger电子能谱343

习题七344

第八章几何结晶学347

8-1晶体结构的周期性和点阵理论347

1．晶体结构的特征347

2．点阵和结构基元348

3．点阵单位352

8-2晶体的宏观对称性356

1．晶体的宏观对称元素356

2．晶体的宏观对称类型—32个点群358

8-37个晶系和14种Bravais格子（点阵型式）361

1．7个晶系361

2．14种空间点阵型式361

8-4晶体的微观对称性和230个空间群366

1．晶体的微观对称操作和微观对称元素366

2．晶体的230个微观对称类型—230个空间群371

8-5晶面指标和晶面间距377

习题八382

第九章典型晶体384

9-1金属晶体384

1．金属键的“自由电子”模型384

2．金属键及固体能带理论386

3．球的密堆积和金属单质的结构389

4．合金结构393

5．金属表面的结构395

9-2离子晶体396

1．点阵能397

2．离子配位多面体及其连接规律401

3．几种常见的离子晶体409

9-3 共价晶体411

9-4分子晶体和混合型晶体412

1．分子晶体412

2．混合型晶体414

9-5液晶和塑晶415

习题九421

第十章晶体的X射线结构分析424

10-1 X射线的产生424

10-2晶体对X射线产生衍射的条件428

1．Laue方程429

2．Bragg方程434

10-3X射线的衍射强度437

1．强度公式437

2．结构因子F？439

3．消光规律442

10-4晶体结构分析的实验方法447

1．Laue法447

2．回转法448

3．粉末照相法451

4．衍射仪法454

5．四圆单晶衍射仪455

10-5 立方晶系粉末图的指标化及其应用461

10-6物相分析466

习题十471

附录474

一、单位、物理常数和换算因子474

二、积分Sab、H？？及Hab的计算476

参考文献479