結(jié)構(gòu)化學(xué)

前言
第一章 量子力學(xué)基礎(chǔ)
　第一節(jié) 量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與基本概念的引出
　　一、能量量子化與光的波粒二象性
　　二、實(shí)物粒子的波動(dòng)性假設(shè)與實(shí)驗(yàn)證實(shí)
　　三、德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋
　第二節(jié) 不確定關(guān)系
　　一、不確定關(guān)系的表述
　　二、應(yīng)用
　第三節(jié) 量子力學(xué)的基本假設(shè)
　　一、波函數(shù)
　　二、力學(xué)量的算符表示
　　三、量子力學(xué)的基本方程
　　四、平均值假設(shè)
　　五、全同性原理
　第四節(jié) 金屬中自由電子的運(yùn)動(dòng)與能量量子化
　　一、能量
　　二、波函數(shù)
　　*第五節(jié) 關(guān)于量子力學(xué)基本理論的爭(zhēng)論
　第六節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第二章 原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
　第一節(jié) 類(lèi)氫原子體系的薛定諤方程及解
　　一、類(lèi)氫原子體系的薛定諤方程
　　二、分離變量法
　　三、三個(gè)方程的求解與量子數(shù)
　　四、類(lèi)氫原子的波函數(shù)
　第二節(jié) 量子數(shù)的物理意義
　　一、主量子數(shù)n
　　二、角動(dòng)量與角量子數(shù)l
　　三、磁量子數(shù)m
　第三節(jié) 原子軌道和電子密度圖形
　　一、概述
　　二、原子軌道與電子密度徑向分布
　　三、原子軌道角度分布與電子密度角度分布
　第四節(jié) 多電子原子
　　一、氦原子的薛定諤方程
　　二、中心力場(chǎng)近似
　　三、屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)
　　四、原子體系的哈特里自洽場(chǎng)方法
　第五節(jié) 電子的自旋與自旋波函數(shù)
　　一、斯特恩-格拉克實(shí)驗(yàn)
　　二、烏侖貝克-古德斯米特電子自旋假設(shè)
　　三、自旋與自旋在磁場(chǎng)方向分量的表達(dá)式
　　四、自旋軌道與自旋波函數(shù)
　第六節(jié) 基態(tài)原子核外電子排布的原則
　　一、泡利不相容原理
　　二、能量最低原理
　　三、洪德規(guī)則
　第七節(jié) 原子的量子態(tài)和光譜項(xiàng)
　　*一、多電子原子相互作用的分類(lèi)
　　二、電子組態(tài)與原子量子態(tài)
　　三、原子光譜項(xiàng)
　第八節(jié) 原子電離能、電子親和能和電負(fù)性
　　一、原子電離能和電子親和能的定義
　　二、原子的電負(fù)性
　　*第九節(jié) 關(guān)于價(jià)電子的討論
　　一、電子在原子核周?chē)幸粋€(gè)相對(duì)較大的活動(dòng)空間
　　二、庫(kù)侖力是決定原子結(jié)構(gòu)的主要作用力
　　三、價(jià)電子層
　　四、價(jià)電子的重要性
　第十節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第三章 分子的對(duì)稱(chēng)性
　第一節(jié) 對(duì)稱(chēng)操作與對(duì)稱(chēng)元素
　　一、旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)操作
　　二、鏡面和反映操作
　　三、對(duì)稱(chēng)中心和反演操作
　　四、象轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)反映操作
　第二節(jié) 分子點(diǎn)群
　　一、群的數(shù)學(xué)定義
　　二、對(duì)稱(chēng)操作群
　　三、群的乘法表
　　四、分子點(diǎn)群的分類(lèi)
　　五、分子點(diǎn)群的判別
　第三節(jié) 分子的對(duì)稱(chēng)性和分子偶極矩、旋光性的預(yù)測(cè)
　　一、分子的偶極矩
　　二、分子的旋光性
　　*第四節(jié) 群的表示初步
　　一、對(duì)稱(chēng)操作的矩陣表示
　　二、點(diǎn)群的表示
　　三、特征標(biāo)
　　*第五節(jié) 淺談對(duì)稱(chēng)性
　　一、晶體學(xué)與群論
　　二、對(duì)稱(chēng)性與守恒定律
　　三、全同多粒子體系交換對(duì)稱(chēng)性對(duì)波函數(shù)的限制
　　四、分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理
　　五、未來(lái)的發(fā)展
　第六節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第四章 分子軌道理論
　第一節(jié) 氫分子離子與變分法
　　一、氫分子離子的薛定諤方程
　　二、原子單位
　　三、變分法簡(jiǎn)介
　　四、用線(xiàn)性變分法求解H+2的薛定諤方程
　　五、變分法處理H+2所得主要結(jié)果的分析
　第二節(jié) 簡(jiǎn)單分子軌道理論
　　一、簡(jiǎn)單分子軌道理論的要點(diǎn)
　　二、應(yīng)用簡(jiǎn)單分子軌道理論處理H2的結(jié)果
　第三節(jié) 分子軌道的類(lèi)型、符號(hào)和能級(jí)順序
　　一、類(lèi)型和符號(hào)
　　二、能級(jí)順序
　第四節(jié) 雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
　　一、分子的電子組態(tài)與鍵級(jí)
　　二、同核雙原子分子
　　三、異核雙原子分子
　第五節(jié) 休克爾分子軌道法和共軛分子結(jié)構(gòu)
　　一、休克爾分子軌道法
　　二、離域π鍵形成條件和類(lèi)型
　　三、離域效應(yīng)
　　四、超共軛效應(yīng)
　第六節(jié) 前沿軌道理論與分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理
　　一、前沿軌道理論
　　二、分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理
　　*第七節(jié) 當(dāng)前分子軌道理論的概況
　　一、哈特里-福克-羅湯方程
　　二、計(jì)算方法
　第八節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第五章 價(jià)鍵理論
　第一節(jié) 海特勒-倫敦處理氫分子的結(jié)果
　　一、海特勒-倫敦法解H2分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
　　二、海特勒-倫敦法對(duì)氫分子形成共價(jià)鍵的認(rèn)識(shí)
　第二節(jié) 價(jià)鍵理論的要點(diǎn)及對(duì)簡(jiǎn)單分子的應(yīng)用
　　一、價(jià)鍵理論的要點(diǎn)
　　二、價(jià)鍵理論對(duì)簡(jiǎn)單分子的應(yīng)用
　第三節(jié) 價(jià)鍵理論與簡(jiǎn)單分子軌道理論的比較
　　一、理論比較
　　二、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
　第四節(jié) 雜化軌道理論
　　一、雜化軌道理論要點(diǎn)
　　二、等性雜化軌道的主要類(lèi)型
　　三、sp不等性雜化
　　*第五節(jié) 價(jià)電子對(duì)互斥理論
　　一、VSEPR判斷分子幾何構(gòu)型的規(guī)則
　　二、應(yīng)用VSEPR分析實(shí)例
　　*第六節(jié) 價(jià)鍵理論的發(fā)展
　　一、價(jià)鍵理論的早期工作
　　二、廣義價(jià)鍵理論
　　三、價(jià)鍵理論的新進(jìn)展
　第七節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第六章 配合物的化學(xué)鍵理論
　第一節(jié) 概述
　　*第二節(jié) 配合物的價(jià)鍵理論
　第三節(jié) 晶體場(chǎng)理論
　　一、中心離子d軌道能級(jí)的分裂
　　二、中心離子d電子的排布——高自旋態(tài)和低自旋態(tài)
　　三、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能
　　四、揚(yáng)特勒效應(yīng)
　　*第四節(jié) 配體場(chǎng)理論簡(jiǎn)介
　　一、d1軌道能級(jí)在Oh場(chǎng)中的分裂
　　二、dN原子譜項(xiàng)在配體場(chǎng)中的分裂
　第五節(jié) 配合物的分子軌道理論初步
　　一、金屬離子的原子軌道分組
　　二、配體的σ群軌道
　　三、π分子軌道
　第六節(jié) σ-π配鍵及有關(guān)配合物
　　一、金屬羰基配合物中的σ-π配鍵
　　二、π配合物的σ-π配鍵
　　三、金屬夾心配合物
　　*第七節(jié) 配合物化學(xué)鍵理論簡(jiǎn)述
　　一、價(jià)鍵理論
　　二、晶體場(chǎng)理論
　　三、配體場(chǎng)理論
　　四、分子軌道理論
　第八節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第七章 簇合物和團(tuán)簇
　第一節(jié) 主族簇合物
　　一、硼烷
　　二、多面體碳烷
　第二節(jié) 過(guò)渡金屬簇合物
　　一、金屬簇合物中的M—M鍵及其特征
　　二、簇合物的十八電子規(guī)則和金屬-金屬鍵的鍵數(shù)
　　三、過(guò)渡金屬簇合物的分類(lèi)
　第三節(jié) 團(tuán)簇
　　一、概述
　　二、幾種團(tuán)簇介紹
　第四節(jié) 簇合物的催化作用
　　一、金屬簇催化
　　二、團(tuán)簇催化
　第五節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第八章 分子的物理性質(zhì)及次級(jí)鍵
　第一節(jié) 分子的電學(xué)性質(zhì)
　　一、偶極矩
　　二、小分子的極化
　　三、極化率與電容率的關(guān)系
　　四、極化作用與頻率的關(guān)系
　　*第二節(jié) 分子的磁學(xué)性質(zhì)
　　一、磁化率
　　二、物質(zhì)的磁性分類(lèi)
　　三、分子磁矩
　　四、鐵磁性、反鐵磁性與亞鐵磁性
　　五、摩爾順磁磁化率與磁矩的關(guān)系
　第三節(jié) 分子間作用力
　　一、范德華力的組成
　　二、蘭納-瓊斯勢(shì)
　　三、分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
　　四、原子的范德華半徑與分子的大小和形狀
　第四節(jié) 次級(jí)鍵
　　一、氫鍵
　　*二、非金屬原子間的次級(jí)鍵
　　*三、金屬原子間的次級(jí)鍵
　　四、分子間配鍵
　第五節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第九章 結(jié)構(gòu)分析方法簡(jiǎn)介
　第一節(jié) 分子光譜
　　一、概述
　　二、吸收光譜
　　三、雙原子分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜
　　四、雙原子分子的振動(dòng)光譜
　　五、雙原子分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜
　　六、多原子分子的振動(dòng)光譜
　　七、紅外光譜
　　八、拉曼光譜簡(jiǎn)介
　　九、紫外-可見(jiàn)光譜及其應(yīng)用
　第二節(jié) 光電子能譜
　　一、X射線(xiàn)光電子能譜
　　二、紫外光電子能譜
　第三節(jié) 核磁共振
　　一、核自旋
　　二、核磁共振
　　三、化學(xué)位移
　　四、核磁共振譜示例
　第四節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第十章 晶體的對(duì)稱(chēng)性與X射線(xiàn)衍射法
　第一節(jié) 晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點(diǎn)陣
　　一、晶體的宏觀(guān)通性
　　二、晶體結(jié)構(gòu)的周期性
　　三、點(diǎn)陣
　　四、14種空間點(diǎn)陣型式
　第二節(jié) 晶胞、晶棱和晶面
　　一、晶胞和晶胞中微粒的位置
　　二、晶面指標(biāo)
　　三、晶棱指標(biāo)
　　四、點(diǎn)陣與晶體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
　第三節(jié) 晶體的宏觀(guān)對(duì)稱(chēng)性
　　一、晶體的宏觀(guān)對(duì)稱(chēng)元素與對(duì)稱(chēng)操作
　　二、晶體的32種宏觀(guān)對(duì)稱(chēng)類(lèi)型
　　三、七個(gè)晶系
　第四節(jié) 晶體的微觀(guān)對(duì)稱(chēng)性
　　一、平移軸與平移操作
　　二、螺旋軸與螺旋旋轉(zhuǎn)操作
　　三、滑移面與滑移反映操作
　第五節(jié) 實(shí)際晶體的缺陷
　　一、實(shí)際晶體與理想晶體
　　二、實(shí)際晶體缺陷的種類(lèi)
　　三、單晶體、多晶體和微晶體
　第六節(jié) X射線(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)分析原理
　　一、X射線(xiàn)的產(chǎn)生
　　二、X射線(xiàn)衍射的基本原理
　　三、晶體衍射方程
　　四、X射線(xiàn)的衍射強(qiáng)度
　　五、系統(tǒng)消光
　　六、常用X射線(xiàn)衍射分析方法
　第七節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
第十一章 晶體結(jié)構(gòu)與功能材料
　第一節(jié) 固體能帶理論
　　一、晶體中電子的波函數(shù)
　　二、能帶理論的基本原理與能帶的種類(lèi)
　　*三、能帶理論的導(dǎo)出
　　四、絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體
　　五、半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
　第二節(jié) 等徑圓球的密堆積與最密堆積空隙
　　一、等徑圓球密堆積
　　二、最密堆積空隙
　第三節(jié) 金屬晶體
　　一、金屬鍵
　　二、單質(zhì)金屬晶體的結(jié)構(gòu)和金屬原子半徑
　　三、合金的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
　第四節(jié) 離子晶體
　　一、離子晶體的幾種典型的結(jié)構(gòu)形式
　　二、點(diǎn)陣能的計(jì)算
　　三、離子半徑
　　四、不等徑圓球的堆積與多面體空隙
　　五、離子堆積規(guī)律
　　六、離子的極化
　第五節(jié) 離子晶體結(jié)構(gòu)的鮑林規(guī)則與離子晶體舉例
　　一、鮑林規(guī)則
　　二、離子晶體舉例——尖晶石結(jié)構(gòu)
　第六節(jié) 共價(jià)晶體與分子晶體
　　一、共價(jià)晶體
　　二、分子晶體
　　*第七節(jié) 功能材料晶體
　　一、超導(dǎo)材料
　　二、磁性材料
　　三、有機(jī)非線(xiàn)性光學(xué)材料
　　四、液晶高分子材料
　第八節(jié) 基本例題解
　　習(xí)題
　　部分習(xí)題參考答案
　主要參考文獻(xiàn)
附錄
　附錄1 基本常數(shù)
　附錄2 能量單位換算