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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(Schrodinger)方程14

4.态叠加原理16

5.态函数的合格条件16

四、金属中自由电子的运动18

1.能量21

2.态函数22

五、基本例题解24

习题27

第二章 原子的结构和性质29

一、类氢原子体系的薛定谔方程及解29

1.类氢原子体系的薛定谔方程29

2.分离变量法31

3.三个方程的求解与量子数32

4.类氢原子的态函数37

5.原子轨道38

二、角量子数和磁量子数的物理意义40

1.主量子数n40

2.角量子数l40

3.磁量子数m41

三、类氢原子的原子轨道和电子云图形42

1.概述42

2.原子轨道的径向部分与电子云径向部分43

3.原子轨道角度分布与电子云角度分布46

四、多电子原子50

1.氦原子的薛定谔方程51

2.中心力场模型52

3.N电子原子的薛定谔方程54

4.屏蔽效应和钻穿效应55

五、电子的自旋58

1.施登-盖拉赫(Stern-Gerlach)实验58

2.电子自旋假设59

1.保里(Pauli)原理61

六、基态原子核外电子排布的原则61

2.能量最低原理64

3.洪特(Hund)规则65

七、原子光谱项66

1.原子状态66

2.原子光谱项69

八、原子的电负性70

1.电负性的表示71

2.电负性与物质的性质73

九、基本例题解75

习题79

第三章 分子的对称性81

一、对称操作与对称元素81

1.对称轴和旋转操作82

2.对称面和反映操作84

3.对称中心和反演操作85

4.旋映轴和旋转反映操作86

二、分子点群87

1.群的数学定义87

2.分子点群88

3.群的乘法表90

4.分子点群的分类90

5.分子点群的确定95

三、分子的对称性和分子的物理性质97

1.分子的偶极矩97

2.分子的旋光性98

四、基本例题解100

习题102

第四章 分子轨道理论104

1.氢分子离子的薛定谔方程105

一、氢分子离子105

2.线性变分原理106

3.用线性变分法求解H？的薛定谔方程107

4.变分法处理H？所得主要结果的分析110

二、分子轨道理论115

1.简单分子轨道理论的要点116

2.应用实例119

三、分子轨道的类型、符号和能级顺序122

1.类型和符号122

2.能级顺序123

四、双原子分子的结构和性质125

1.同核双原子分子125

2.异核双原子分子129

1.休克尔分子轨道法132

五、休克尔分子轨道理论和共轭分子132

2.离域π键形成条件和类型143

3.离域效应145

4.超共轭效应147

六、分子轨道对称守恒原理147

1.前线分子轨道理论147

2.分子轨道对称守恒原理151

七、基本例题解155

习题159

第五章 价键理论161

一、海特勒-伦敦处理氢分子的结果161

1.处理结果161

2.氢分子的完全态函数164

二、价键理论的要点及对简单分子的应用165

2.价键理论对简单分子的应用166

1.价键理论的要点166

三、杂化轨道理论167

1.杂化轨道理论要点168

2.等性杂化轨道的主要类型171

3.sp不等性杂化174

四、价电子对互斥理论(VSEPR)175

1.VSEPR判断分子几何构型的规则176

2.应用VSEPR分析实例176

五、基本例题解178

习题182

第六章 配合物的化学键理论183

一、概述183

二、配合物的价键理论184

三、晶体场理论185

1.中心离子d轨道能级的分裂186

2.配合物的紫外可见光谱190

3.中心离子d电子的排布——高自旋态和低自旋态191

4.晶体场稳定化能193

5.姜-泰勒(John-Teller)效应194

四、配合物的分子轨道理论初步介绍195

1.σ键196

2.π键200

3.σ-π配键202

五、过渡金属配合物的荷移光谱205

六、基本例题解206

习题207

一、分子的电学性质209

1.偶极矩209

第七章 分子的物理性质及弱化学键209

2.分子的极化作用210

3.极化率与介电常数的关系213

4.极化作用与频率的关系217

5.偶极矩的应用219

二、分子的磁学性质221

1.磁化率221

2.分子磁矩223

3.摩尔顺磁磁化率与磁矩的关系224

三、分子间作用力225

1.范德华力的本质226

2.兰纳-琼斯(Lennard-Jones)势229

3.分子间作用力对物质物理性质的影响231

4.原子和基团的范德华半径与分子的大小和形状232

1.氢键235

四、弱化学键作用235

2.分子间配键240

五、基本例题解241

习题243

第八章 分子光谱245

一、分子光谱简介245

二、吸收光谱的几种表示法249

1.光的吸收基本定律——朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律249

2.吸收光谱的几种表示法251

三、双原子分子转动光谱253

1.刚性转子模型253

2.转动跃迁选律255

四、双原子分子的振动光谱257

1.谐振子模型257

2.振动跃迁选律259

3.双原子分子势能曲线261

4.非谐振子模型262

五、双原子分子的振动-转动光谱264

六、多原子分子的振动光谱268

1.多原子分子的简正模式268

2.特征谱带区和指纹区272

3.红外光谱的应用274

七、拉曼光谱简介276

1.拉曼光谱原理276

2.拉曼光谱仪278

3.拉曼光谱的特点278

八、紫外-可见光谱及其应用279

1.概述279

2.电子跃迁的类型281

3.发色团和助色团282

4.应用283

九、基本例题解286

习题290

第九章 晶体结构293

一、晶体结构的周期性和点阵概念293

1.直线点阵295

2.平面点阵295

3.空间点阵296

二、十四种空间点阵型式297

1.布拉维(Brarisa)法则297

2.十四种空间点阵型式297

三、空间点阵与晶体299

四、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标300

1.微粒的分数坐标301

2.晶棱指标302

3.晶面指标(hkl)302

五、晶体的宏观对称性303

1.晶体的宏观对称元素与对称操作304

2.晶体的32种宏观对称类型307

3.七个晶系308

六、晶体学点群310

七、晶体的微观对称性312

八、X射线衍射法312

1.衍射原理313

2.布拉格方程式313

3.粉末法315

1.固体的能带理论319

九、金属键和金属的一般性质319

2.半导体的能带结构323

3.费米能级325

十、金属的晶体结构和原子半径326

1.等径圆球的堆积326

2.金属原子半径328

十一、离子晶体和点阵能计算330

1.离子晶体的最简单结构形式331

2.点阵能的计算332

十二、离子半径337

1.离子半径的引出337

2.离子半径的变化趋势339

十三、离子晶体结构的鲍林(Pauling)规则与典型的离子晶体339

1.鲍林规则339

2.介绍几种离子晶体342

十四、共价晶体与分子晶体346

1.共价晶体346

2.分子晶体347

十五、实际晶体的缺陷348

1.实际晶体与理想晶体348

2.实际晶体的缺陷348

3.单晶体、多晶体、微晶体352

十六、基本例题解352

习题354

附录1357

附录2 习题答案360

习题答案366

附录3 索引366

参考文献372