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第一章 绪论1

一、量子化学的发展概况和现状1

二、量子化学在一些方面的应用3

1.有机化学上的应用3

2.分子轨道对称性守恒在双分子反应和催化上的应用8

3.固氮化学上的应用11

4.生物化学上的应用14

第二章 经典力学概述16

一、保守体系16

二、拉格朗日(Lagrange)和哈密顿(Hamilton)运动方程18

1.广义坐标19

2.拉格朗日函数和拉格朗日方程式19

3.哈密顿函数和哈密顿方程21

三、相对坐标和质量中心的运动23

四、经典力学的基本假定24

第三章 量子理论的实验基础26

一、能量子的发现26

1.黑体辐射和瑞利-琴斯(Rayleigh-Jeans)公式26

2.普朗克(Planck)的量子论--能量子的提出28

二、光电效应和光子的提出30

三、氢原子光谱和波尔理论32

第四章 量子力学的基本理论37

一、数学预备知识37

1.算符37

2.复数40

3.矢量41

4.概率函数和平均值44

5.函数的级数展开式44

二、薛定谔方程49

1.测不准原理49

2.物质波50

3.薛定谔(Schridinger)方程52

三、量子力学的基本假定53

1.假定Ⅰ53

2.假定Ⅱ57

3.假定Ⅲ59

4.假定Ⅳ63

四、基本假定的一些重要推论65

1.厄米(Hermitian)算符的本征值是实数66

2.厄米算符的本征函数的正交归一性66

3.力学量取各个可能值(本征值)的概率68

4.力学量可以同时测量的条件(公共本征函数问题)69

5.包含时间的薛定谔方程70

第五章 量子力学的简单应用75

一、二阶线性常微分方程75

1.常系数二阶线性齐次常微分方程75

2.二阶线性齐次常微分方程的级数求解法76

二、一维空间中的自由质点77

1.自由质点的能量77

2.自由质点的波函数78

三、在一维势箱中运动的质点78

四、在三维势箱中运动的质点81

五、一维谐振子83

1.谐振子的薛定谔方程及其解83

2.谐振子波函数的性质87

3.厄尔米特多项式的性质88

第六章 质点在有心力场中的运动92

一、角动量92

1.角动量的算符92

2.角动量的性质--对易规则93

3.角动量的本征值和本征函数94

4.用阶梯算符法求角动量的本征值102

二、联属勒让德函数106

1.勒让德函数和联属勒让德函数106

2.联属勒让德函数的循环公式108

3.联属勒让德函数的正交性和归一化110

三、质点在有心力场中的运动112

四、宇称性114

五、两个质点的刚性转子117

1.将两个质点的问题化为一个质点的问题117

2.两个质点的刚性转子119

六、氢原子和类氢离子121

1.类氢离子径向方程的求解121

2.类氢离子的波函数126

3.氢原子轨道的图形表示134

4.联属拉盖尔多项式136

第七章 近似方法144

一、变分法144

1.变分法的原理144

2.变分法的扩展148

二、行列式149

1.行列式的定义149

2.子行列式和余因子150

3.行列式的性质150

4.联立线性方程153

三、线性变分函数156

四、非简并态的微扰理论160

1.引言160

2.非简并态的微扰理论162

3.用一级微扰理论处理氦原子的基态167

4.1/？的展开式172

五、简并态的微扰理论173

1.简并态不能应用非简并态微扰理论的原因173

2.简并态的微扰理论174

3.久期方程的简化177

4.氢原子的史塔克效应180

5.氦原子的第一激发态182

六、变分法和微扰法的比较189

1.变分法对氦原子基态的处理189

2.变分法和微扰法对氦原子基态处理的比较191

3.变分法和微扰法的比较192

第八章 电子自旋和保里原理195

一、电子自旋195

1.电子自旋的实验根据195

2.电子自旋的假说196

二、保里(Pauli)原理199

1.全同粒子199

2.对称函数和反对称函数200

3.从非对称函数构成对称和反对称函数201

4.保里原理202

三、氦原子203

1.氦原子基态的完全波函数203

2.氦原子激发态的完全波函数204

四、斯莱脱行列式206

五、锂原子209

1.锂原子基态的一级微扰处理(不考虑自旋和保里原理)209

2.用一级微扰理论求锂原子的基态能量210

3.锂原子基态的变分处理212

六、用阶梯算符法求Sc和Sv作用在α和β上的结果213

第九章 多电子原子216

一、多电子原子的近似处理216

1.多电子原子中的相互作用的分类216

2.交换能217

3.有心力场近似218

4.哈崔-福克(Hartree-Fock)自洽场(S.C.F)法219

5.汤马斯-费米(Thomas-Fermi)的原子统计处理法230

二、多电子原子中的角动量和多重态理论233

1.两个角动量的耦合233

2.多电子原子中的角动量237

3.多重态理论240

4.简章多重态的能量计算244

三、自旋-轨道的相互作用250

四、在外磁场中的原子252

第十章 群论257

一、矩阵257

1.线性变换和矩阵257

2.矩阵的运算259

3.几种特殊形式的矩阵261

二、群的定义和性质263

1.群的定义263

2.群的例子263

3.子群265

4.类265

5.同构和同态266

6.群的直接乘积267

7.特征标267

三、分子对称性和对称群267

1.对称元素和对称操作267

2.点群269

四、群表示理论275

1.群的表示275

2.群的不可约表示276

3.广义正交定理和有关不可约表示的五个重要规则279

4.特征标表284

五、群论和量子化学285

1.波函数可作为不可约表示的基285

2.对称性匹配函数290

3.久期方程的简化296

第十一章 双原子分子的电子结构304

一、氢分子离子H？304

1.H？的薛定谔方程及其解304

2.波恩-奥本汉(Born-Oppenheimer)近似307

3.H？基态的近似处理310

4.H？激发态的分子轨道318

二、双原子分子的电子结构319

1.分子轨道的能量次序和相关图319

2.同核双原子分子的电子组态322

3.分子的电子谱项324

4.氢分子的分子轨道法(M.O)处理325

三、异核双原子分子的分子轨道法处理327

四、双原子分子的价键理论330

1.海特勒-伦敦(Heitler-London)对H2的处理330

2.双原子分子的价键(V.B)理论333

3.双原子分子的价键理论和分子轨道理论的比较336

五、双原子分子的自洽场波函数338

1.闭壳层体系的能量表示式338

2.分子轨道的哈崔-福克方程和罗申方程341

第十二章 多原子分子的电子结构348

一、多原子分子的简单分子轨道理论348

1.CO2分子348

2.NO2分子350

3.H2O2分子351

4.B2H6353

二、对多原子分子的自洽场分子轨道处理354

1.基函数和多中心积分355

2.自洽场分子轨道近似方法理论358

3.对水分子的自洽场分子轨道处理360

4.对甲烷分子的自洽场处理363

5.自洽场分子轨道理论在测定分子几何构型等方面的应用364

三、多原子分子的价键理论366

1.建立正则共价结构波函数的方法--卢麦(Rumer)规则366

2.杂化轨道理论369

3.多原子分子价键理论和分子轨道法的比较374

第十三章 共轭分子的电子结构378

一、休克尔(H？ckel)分子轨道(HMO)理论378

1.简单理论提出的必要性378

2.休克尔分子轨道法379

3.群论在休克尔分子轨道法中的应用386

二、电荷密度，偶极矩，键级，自由价和分子图392

1.电荷密度392

2.偶极矩393

3.键极396

4.自由价和分子图399

三、分子轨道的图形理论404

1.本征多项式及分子图形404

2.分子轨道图形理论的基本定理及其应用407

四、分子轨道对称守恒原理414

1.国际上三个学派理论的概述414

2.分子轨道对称守恒原理的新发展416

第十四章 配位场理论421

一、晶体场理论421

1.能级和谱项的分裂422

2.中心离子(或原子)能级的计算425

3.弱场理论430

4.强场理论436

5.能级图440

6.八面体络合物中的尧翰-泰勒效应441

二、分子轨道理论442

1.根据原子轨道所属的不可约表示来造出络合物的分子轨道442

2.八面体络合物的成键图446

3.分子轨道能量的计算447

三、配位场理论的应用和发展448

1.解释络合物的电子光谱448

2.说明络合物的磁性451

3.对络合物反应机理的研究452

4.配位场理论的发展概况454

第十五章 分子光谱的原理458

一、辐射理论458

1.与时间有关的微扰理论458

2.爱因斯坦吸收和发射系数460

3.跃迁矩461

4.偶极强度和振子强度464

5.辐射理论与实验测得的光谱强度之间的关系466

6.激发态的平均寿命469

7.有关爱因斯坦吸收系统，偶极强度，振子强度和平均寿命的计算实例469

二、选择定则470

1.原子光谱的选择定则470

2.双原子分子的选择定则473

三、分子的转动光谱，振动光谱和振转光谱475

1.分子的转动光谱475

2.分子的振动光谱和振转光谱478

3.多原子分子的振动光谱481

四、分子的电子光谱486

五、多原子分子的电子光谱488

1.定域于键或基中的跃迁488

2.共轭分子电子光谱的自由电子模型491

3.芳香族化合物中的电子光谱491

附录Ⅰ 一些物理常数495

附录Ⅱ 能量转换表495

附录Ⅲ 一些重要的积分公式496

附录Ⅳ ck和ak的表格496

附录Ⅴ 化学上重要对称群的特征标表498