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第一章 绪论1

§1-1 结构化学的对象及其意义1

§1-2 结构分析方法的特点4

1．物理方法的优缺点4

2．电磁光谱4

第二章 原子结构7

§2-1 物质的微粒性和波动性7

1．光的双重性9

2．实物的双重性10

3．测不准关系12

§2-2 薛定谔方程13

1．薛定谔方程的建立13

2．波函数的一般性质——合理解条件15

1．类氢原子的薛定谔方程16

目录16

§2-3 类氢原子的量子力学处理16

2．求解结果19

3．量子数的物理概念23

§24电子云分布25

1．径向分布26

2．角度分布27

§2-5 多电子原子的中心力场模型30

1．中心力场模型30

2．参数的经验计算及其应用31

§2-6 元素的周期律33

1．电子自旋33

2．保里原理34

3．核外电子的配布35

§2-7 原子的光谱项37

1．多电子原子的量子数38

2．原子的光谱项40

§2-8 原子光谱分析44

1．谱线的波长45

2．谱线的强度48

第三章 分子结构51

§31一般介绍51

一、价键理论53

§3-2 电子配对法基础53

1．变分函数φ的选择54

2．变分法54

3．氢分子的两种状态57

§3-3 电子配对法的应用59

2．共价键的强度和方向性60

1．共价键的饱和性60

§3-4 有机结构和s-p杂化61

1．问题的提出61

2．杂化轨道理论要点63

3．应用66

§3-5 络合物结构和d-s-p杂化68

1．d-s-p杂化轨道70

2．络合物的结构71

二、分子轨道理论72

§3-6 分子轨道法基本原理73

1．方法概要73

2．最佳成键原则75

§3-7 双原子分子结构76

1．分子轨道的类型和能级次序76

2．示例79

§3-8 共轭分子的结构81

§3-9 共轭分子的性质86

1．分子图87

2．定位法则88

3．前线轨道理论89

三、配位场理论91

§3-10 d能级的分裂91

1．晶体场描述91

2．分子轨道理论描述93

§3-11 配位场理论的应用95

1．络合物的电子结构95

2．络合物的立体构型96

第四章 晶体结构101

§4-1 对称性和点群概念101

1．对称性和对称元素101

2．对称操作的集合——点群104

§4-2 晶体的宏观对称性105

1．32种点群105

2．七个晶系108

§4-3 晶体的点阵结构和平移群110

1．晶体结构的周期性111

2．14种空间格子112

§4-4 晶胞结构的描述114

1．晶胞中原子的数目115

2．点坐标115

3．晶面符号116

§4-5 金属单质的结构117

1．密堆积118

2．间隙类型118

§4-6 金属键——能带理论120

3．立方体心堆积120

4．金属原子半径120

1．能带理论概念121

2．导体、绝缘体、半导体123

§4-7 简单离子晶体结构124

1．二元离子晶体的结构124

2．离子的堆积124

3．离子的极化127

4．尖晶石型结构128

§4-8 点阵能129

1．玻恩－哈伯热化学循环130

2．理论计算130

3．应用132

1．分子晶体133

§4-9 其它键型的晶体结构133

2．共价晶体135

3．混合键型晶体136

第五章 X射线衍射法140

一、基本原理140

§5-1 衍射方向和晶胞参数140

1．劳埃方程140

2．布拉格方程141

3．晶面符号和衍射指标143

§5-2 衍射强度和晶胞中原子的分布144

1．强度公式144

2．系统消光146

3．积分强度147

§5-3 电子云密度——傅里叶级数合成法148

§5-4 x射线的产生和性质150

1．x射线谱150

二、实验方法150

2．x射线的吸收性质153

§5-5 粉末法154

1．照相法154

2．衍射计法155

§5-6 单晶法157

1．转动晶体法157

2．运动底片法159

三、应用示例162

§5-7 晶体结构分析162

§5-8 物相分析164

1．分析方法164

2．AsTM卡片的检索166

1．分子中的原子间距和共价半径168

§5-9 共价半径、离子半径和范德华半径168

2．离子半径169

3．范德华半径170

§5-10 高聚物的结晶度和固溶体的晶胞常数171

1．高聚物的结晶度171

2．分子筛的硅－铝比172

§5-11 粒子大小的测定175

1．线宽法175

2．低角散射法177

§5-12 非晶态物质的结构分析178

1．径向分布函数178

2．非晶态物质的结构180

1．分子能级和分子光谱的分类184

§6-1 分子能级和分子光谱184

一、基本原理184

第六章 电子光谱184

2．弗兰克－康登原理187

§6-2 电子能级和跃迁类型188

1．跃迁类型189

2．生色基和助色基190

§6-3 谱带的强度和跃迁几率192

1．谱带的积分强度192

2．选择定则193

二、实验方法195

§6-4 仪器装置195

1．单光束非记录式196

2．双光束记录式197

1．吸收曲线和溶剂选择198

§6-5 某些工作条件198

2．光的强度和单色性控制201

§6-6 分子发射光谱204

1．荧光和磷光204

2．荧光分光光度测定205

三、应用示例207

§6-7 化学分析207

1．条件选择207

2．定量分析208

§6-8 有机结构分析209

1．对比法209

2．计算法210

§6-9 络合物的电子结构和性质212

1．过渡金属络合物212

2．分子加成化合物214

3．软硬酸碱（SHAB）性质的阐明215

1．基态217

§6-10 平衡常数的测定217

2．激发态218

第七章 旋光光谱与圆二色谱221

一、基本原理221

§7-1 光的旋光性及圆二色性221

1．旋光性221

2．圆二色性224

§7-2 光学活性的对称性要求225

§7-3 旋光色散曲线和光学活性发色团228

1．旋光色散曲线228

2．光学活性基团229

二、实验方法230

§7-4 光学活性化合物的制备231

1．非对称化合或分解231

2．手对称守恒反应231

1．旋光计232

3．衍生物的制备232

§7-5 仪器装置232

2．圆二色计234

§7-6 实验条件236

1．温度影响236

2．溶剂和浓度效应237

三、应用示例238

§7-7 单波长旋光法的应用239

1．结构分析239

2．分析测定241

§7-8 构型分析242

1．酮基异构体243

2．双键异构体243

3．络合物的立体化学244

1．八区律规则246

§7-9 构象分析246

2．圆二色谱法247

第八章 振动光谱250

一、基本原理250

§8-1 双原子分子的谐振模型251

1．量子力学处理结果251

2．吸收峰的波数和强度254

§8-2 多原子分子的正则振动255

1．正则振动255

2．能级和选择定则258

§8-3 特征频率259

1．特征频率的实质259

2．倍频、合频、机械偶合和费米共振262

§8-4 影响吸收谱带的因素263

1．主要部件266

§8-5 仪器装置266

二、实验方法266

2．双光束红外光度计工作原理268

§8-6 某些工作条件270

1．样品处理270

2．操作条件的选择271

3．主要附件271

§8-7 拉曼光谱272

1．拉曼谱线273

2．激光拉曼光谱274

三、应用示例277

§8-8 分子常数的计算278

1．弹力常数278

2．键的离解能279

1．标准图谱的查阅280

§8-9 有机化合物的鉴定280

2．官能团分析281

3．结构判断282

§8-10 化学分析283

1．定性分析283

2．定量分析285

§8-11 催化剂和表面态的研究288

1．吸附态288

2．表面酸中心289

3．分子筛的硅－铝比291

§8-12 高聚物的取向度和结晶度292

1．偏振光研究取向292

2．结晶度295

1．分子的极化率297

§9-1 分子的极化率和物质的介电常数297

一、基本原理297

第九章 介电常数法和折射率法297

2．物质的介电常数299

3．克劳修斯－莫索第－德拜方程300

§9-2 偶极矩的加和性规则300

1．键矩和基矩301

2．偶极矩和分子对称性302

§9-3 克分子折射度及其加和性303

1．克分子折射度303

2．克分子折射度的加和性305

二、实验方法307

§9-4 介电常数的测定307

1．电桥法307

2．偶极矩的计算309

1．折射计法310

§9-5 折射率的测定310

2．干涉计法313

三、应用示例315

§9-6 克分子折射度的应用315

1．有机化合物的结构315

2．化学分析316

§9-7 分子结构的测定317

1．立体结构317

2．络合物结构319

§9-8 分子内旋转的研究320

§9-9 固体中分子的运动321

§9-10 分子中的电荷分布及成键情况324

1．物质的磁化率328

§10-1 物质磁性的分类328

一、基本原理328

第十章 磁化率法328

2．铁磁性和反铁磁性329

§10-2 分子的磁矩和物质的磁化率331

1．顺磁性的原因331

2．反磁性的原因333

3．朗之万－德拜方程334

§10-3 反磁磁化率的加和性335

1．有机分子335

2．络合物336

二、实验方法338

§10-4 仪器类型338

1．法拉第法338

2．哥埃法340

§10-5 哥埃法的校正和计算341

三、应用示例343

§10-6 过渡金属络合物的结构344

1．过渡金属离子的磁矩和立体结构344

2．配位场理论对络合物磁矩的诠释347

§10-7 化学分析350

1．稀土元素离子的纯度及其分析350

2．其它磁性分析法350

§10-8 有机分子的结构352

1．加和性规则352

2．自由基的鉴定353

§10-9 催化剂的研究355

第十一章 核磁共振谱359

一、基本原理359

§11-1 原子核在磁场中的行为359

1．屏蔽常数362

§11-2 化学位移362

2．化学位移的大小363

§11-3 自旋－自旋偶合366

1．自旋分裂366

2．峰的数目和强度368

§11-4 谱线的宽度370

1．松弛机理370

2．交换过程372

二、实验方法373

§11-5 仪器装置373

1．方法概要373

2．改善仪器性能的一些措施375

§11-6 化学位移的标准375

§11-7 双共振技术378

1．异类核378

2．同类核379

§11-8 化学分析380

1．定性分析380

三、应用示例380

2．定量分析381

§11-9 有机化合物的结构382

1．结构的解释和判断382

2．动力学研究383

§11-10 无机络合物的结构386

1．谱线宽度和核间距386

2．非质子核的应用387

§11-11 聚合物的结构389

1．宽谱线核磁共振谱的应用389

2．聚合物的构型389

§12-1 电子在磁场中的行为393

1．齐曼分裂393

一、基本原理393

第十二章 顺磁共振谱393

2．影响g值的因素394

§12-2 超精细分裂396

1．峰的数目和强度比396

2．超精细分裂常数和自旋密度398

§12-3 影响未成对电子能量的因素399

1．相互作用能量399

2．零场分裂和克雷默简并401

3．谱线的宽度402

二、实验方法403

§12-4 仪器装置403

1．方法概要403

1．灵敏度406

2．微分曲线406

§12-5 某些工作条件406

2．双共振技术407

3．电子计算机处理407

三、应用示例409

§12-6 有机自由基的研究410

1．分子轨道理论的诠释410

2．不同状态的图谱411

§12-7 辐照电离自由基的研究413

§12-8 络合物的研究415

1．价态和键型415

2．电子离域作用416

§12-9 催化动力学研究417

1．催化上的应用417

2．反应速率常数418

第十三章 质谱422

一、基本原理422

§13-1 质谱峰的形式422

1．碎片的形成423

2．同位素峰425

§13-2 质谱和分子结构的关系427

1．特征峰的一般规律427

2．准平衡态理论429

二、实验方法431

§13-3 仪器装置431

1．单聚焦质谱仪431

2．高分辨率质谱仪433

§13-4 某些工作条件434

1．样品要求434

2．图谱的表示435

3．灵敏度和分辨率437

三、应用示例438

§13-5 化学分析438

1．定性分析438

2．定量分析441

§13-6 质量的测定442

1．同位素丰度和原子量442

2．分子量测定443

3．化学式的确定444

§13-7 分子结构和反应机理的研究445

1．分子结构的测定445

2．稳定同位素的应用447

§13-8 电子轰击法研究能量448

1．电离能448

2．键能和离子生成能449

3．电子亲合势和元素的电负性452

第十四章 莫斯鲍尔谱454

一、基本原理454

§14-1 原子核的辐射和吸收454

1．静止自由核的辐射和吸收454

2．无反冲核共振455

3．无反冲γ射线放射百分数457

§14-2 影响核能级的三种效应458

1．化学位移458

2．电四极矩超精细分裂459

3．齐曼效应461

二、实验方法463

§14-3 仪器装置463

1．多普勒效应463

2．仪器装置465

1．化学位移的标准469

§14-4 参数的标准和符号469

2．△R/R的符号470

3．电场梯度的符号472

三、应用示例472

§14-5 铁化合物的结构473

1．一般规律473

2．几个例子474

§14-6 锡化合物的结构475

1．一般规律475

2．几个例子477

§14-7 表面和催化的研究478

§14-8 晶体结构480

一、基本原理483

第十五章 电子能谱483

§15-1 紫外光电子能谱484

1．影响谱带特征的因素485

2．分子轨道理论诠释487

§15-2 x射线光电子能谱488

1．结合能的导出488

2．化学位移及其规律490

§15-3 俄歇能谱493

1．俄歇过程494

2．俄歇电子的能量495

二、实验方法495

§15-4 光电子能谱仪495

§15-5 俄歇能谱仪498

1．仪器装置498

2．实验结果500

§15-6 有关方法的对比501

1．某些方法的特点501

2．其它形式的电子能谱503

三、应用示例504

§15-7 化学分析504

1．x射线光电子能谱法504

2．紫外光电子能谱法507

§15-8 有机分子结构507

§15-9 表面态和催化剂研究509

1．表面态的研究509

2．催化剂的活性510

3．分子筛的研究510

§15－10 电离能和分子轨道理论512

1．经验解释512

2．理论和实验的比较514

§15-11 俄歇能谱的应用515

1．晶粒间隙中的聚集作用516

2．表面氧化的研究517

第十六章 结语519

§16-1 结构分析方法的比较519

§16-2 有机分子结构分析示例525

§16-3 无机催化剂结构分析示例532

1．阳离子环境533

2．吸附分子的性质534

附录一 一般参考资料537

附录二 物理常数539

附录三 能量单位间的变换系数540

附录四 英中人名对照表541

附录五 结构参数周期表543