結(jié)構(gòu)化學(xué)（第四版）

目錄
第四版前言
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章 量子力學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 量子力學(xué)的誕生 1
1.1.1 19世紀末的物理學(xué) 1
1.1.2 三個重要實驗 1
1.1.3 德布羅意物質(zhì)波 4
1.1.4 測不準原理 5
1.2 量子力學(xué)的基本假設(shè) 6
1.2.1 假設(shè)Ⅰ——狀態(tài)波函數(shù)和概率 6
1.2.2 假設(shè)Ⅱ——力學(xué)量與線性自共軛算符 8
1.2.3 假設(shè)Ⅲ——Schrodinger方程 9
1.2.4 假設(shè)Ⅳ——態(tài)疊加原理 10
1.2.5 假設(shè)Ⅴ——Pauli不相容原理 11
1.3 量子力學(xué)的簡單應(yīng)用 11
1.3.1 一維勢箱中的自由粒子 11
1.3.2 三維勢箱中的自由粒子 13
1.3.3 應(yīng)用 14
1.4 量子力學(xué)的一些基本概念 16
1.4.1 全同粒子 16
1.4.2 表象 16
1.4.3 隧道效應(yīng) 17
習題1 18
參考文獻 20
第2章 原子結(jié)構(gòu) 21
2.1 類氫離子的Schrodinger方程 21
2.1.1 引言 21
2.1.2 變數(shù)分離 22
2.1.3 解Φ方程 23
2.1.4 Θ方程的解 23
2.1.5 R方程的解 24
2.2 類氫離子波函數(shù)及軌道能級 25
2.2.1 量子數(shù)的物理意義 25
2.2.2 主量子數(shù)n與能級 26
2.2.3 徑向分布函數(shù) 27
2.2.4 角度分布函數(shù) 30
2.3 多電子原子的結(jié)構(gòu) 33
2.3.1 核外電子排布與電子組態(tài) 33
2.3.2 中心力場近似和自洽場方法 34
2.3.3 電離能與電子親和能 35
2.3.4 電負性 39
2.4 原子光譜項 40
2.4.1 定義 40
2.4.2 原子光譜項的推導(dǎo) 41
2.4.3 組態(tài)的能級分裂 43
2.4.4 基態(tài)光譜項 44
習題2 45
參考文獻 47
第3章 分子對稱性與點群 48
3.1 對稱元素與點群 48
3.1.1 對稱性、對稱操作與對稱元素 48
3.1.2 旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動 49
3.1.3 對稱面與反映 50
3.1.4 對稱中心與反演 51
3.1.5 映轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)反映 51
3.1.6 對稱點群 52
3.2 分子對稱點群 54
3.2.1 對稱點群分類 54
3.2.2 Cn群 54
3.2.3 Cnv群 55
3.2.4 Cnh群 55
3.2.5 Dn群 56
3.2.6 Dnh群 57
3.2.7 Dnd群 59
3.2.8 Sn群 60
3.2.9 高階群 61
3.2.10 分子點群的判別 65
3.3 群的表示理論 66
3.3.1 可約表示與不可約表示 66
3.3.2 特征標表 67
3.3.3 應(yīng)用 68
3.4 分子對稱性與旋光性和偶極矩 70
3.4.1 分子旋光性 70
3.4.2 分子偶極矩 71
習題3 74
參考文獻 76
第4章 雙原子分子 77
4.1 化學(xué)鍵理論簡介 77
4.1.1 原子間相互作用力 77
4.1.2 化學(xué)鍵理論 77
4.1.3 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 78
4.2 H+2的Schrodinger方程 79
4.2.1 原子單位 79
4.2.2 Born-Oppenheimer近似 79
4.3 H+2的精確解法 80
4.3.1 橢球坐標與變數(shù)分離 80
4.3.2 H+2的精確解的對稱性 81
4.3.3 態(tài)的分類 82
4.4 H+2的近似解法 82
4.4.1 變分法簡介 82
4.4.2 變分法解H+ 283
4.4.3 積分意義 85
4.4.4 成鍵原理 86
4.5 分子軌道理論和雙原子分子結(jié)構(gòu) 87
4.5.1 分子軌道理論 87
4.5.2 雙原子分子軌道的特點 87
4.5.3 同核雙原子分子 89
4.5.4 異核雙原子分子 91
4.6 價鍵理論和H2分子結(jié)構(gòu) 93
4.6.1 價鍵理論 93
4.6.2 H2的價鍵處理 94
習題4 96
參考文獻 98
第5章 多原子分子結(jié)構(gòu)(一) 99
5.1 雜化軌道理論 99
5.1.1 雜化軌道波函數(shù) 99
5.1.2 雜化軌道的方向 100
5.1.3 應(yīng)用 101
5.2 常見分子化學(xué)鍵 103
5.2.1 二元氫化物 103
5.2.2 各種氧化物 104
5.2.3 鹵化物 105
5.2.4 稀有氣體化合物 105
5.3 離域化學(xué)鍵 106
5.3.1 一般π鍵 106
5.3.2 離域π鍵 107
5.3.3 共軛效應(yīng) 108
5.3.4 芳香性 109
5.4 HMO方法 110
5.4.1 HMO方法簡介 110
5.4.2 丁二烯的HMO處理 111
5.4.3 電荷集居與分子圖 112
5.4.4 環(huán)烯烴體系 113
5.5 分子軌道先定系數(shù)法 114
5.5.1 介紹 114
5.5.2 偶數(shù)碳鏈分子 117
5.5.3 奇數(shù)碳鏈分子 118
5.5.4 共軛環(huán)鏈之一 118
5.5.5 共軛環(huán)鏈之二 120
5.5.6 復(fù)雜共軛體系 121
5.6 共價鍵能與半徑 122
5.6.1 共價鍵鍵能 122
5.6.2 鍵長和共價半徑 123
5.6.3 范德華半徑 124
5.7 前線軌道理論和軌道對稱守恒原理 126
5.7.1 前線軌道理論 126
5.7.2 分子軌道對稱守恒原理 127
習題5 130
參考文獻 132
第6章 多原子分子結(jié)構(gòu)(二) 133
6.1 缺電子多中心鍵 133
6.1.1 硼烷的結(jié)構(gòu) 133
6.1.2 Lipscomb的拓撲結(jié)構(gòu) 134
6.1.3 封閉硼籠BnH2-n與Wade規(guī)則 135
6.1.4 其他缺電子多中心鍵 136
6.2 配合物的化學(xué)鍵 137
6.2.1 簡介 137
6.2.2 σ鍵配合物的結(jié)構(gòu) 139
6.2.3 金屬羰基配合物(σ-π配鍵) 140
6.2.4 烯烴配位化合物 140
6.3 配位場理論 142
6.3.1 中心離子電子組態(tài)的譜項 142
6.3.2 原子軌道在不同環(huán)境中的能級分裂 143
6.3.3 弱場方案 145
6.3.4 強場方案 145
6.4 過渡金屬原子簇化合物 147
6.4.1 簇合物中M-M間多重鍵 147
6.4.2 金屬簇合物的幾何構(gòu)型與電子計數(shù)法 148
6.5 原子團簇 150
6.5.1 富勒烯碳籠 150
6.5.2 碳納米管 152
6.6 次級鍵 153
6.6.1 非金屬原子間次級鍵 154
6.6.2 非金屬-金屬原子間次級鍵 154
6.6.3 金屬原子間次級鍵 155
6.7 氫鍵 156
6.7.1 氫鍵產(chǎn)生的條件和影響 156
6.7.2 水的氫鍵 158
6.7.3 幾種重要化合物的氫鍵 160
6.8 超分子化學(xué) 162
6.8.1 分子化學(xué)與超分子化學(xué) 162
6.8.2 經(jīng)典的超分子主體 162
6.8.3 分子識別與超分子自組裝 164
6.8.4 晶體工程 166
習題6 166
參考文獻 168
第7章 晶體學(xué)基礎(chǔ) 169
7.1 晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點陣 169
7.1.1 晶體及其性質(zhì) 169
7.1.2 周期性與點陣結(jié)構(gòu) 170
7.1.3 晶胞 173
7.1.4 實際晶體 173
7.2 晶系、Bravais格子與晶面 174
7.2.1 七個晶系 174
7.2.2 14種空間點陣形式 175
7.2.3 晶面與米勒指數(shù) 177
7.3 晶體的對稱性 179
7.3.1 晶體結(jié)構(gòu)的對稱元素和對稱操作 179
7.3.2 晶體的宏觀對稱性——晶體學(xué)點群 182
7.3.3 晶體的微觀對稱性——空間群 183
7.4 晶體的X射線衍射 185
7.4.1 引言 185
7.4.2 X射線的產(chǎn)生與散射 186
7.4.3 衍射方向 187
7.4.4 倒易點陣與反射球 189
7.4.5 衍射強度 190
7.4.6 系統(tǒng)消光 191
7.4.7 X射線相干散射理論簡介 192
7.5 X射線衍射的應(yīng)用 194
7.5.1 單晶衍射法 194
7.5.2 多晶衍射法 195
7.5.3 應(yīng)用 196
7.6 準晶 200
7.6.1 準晶的發(fā)現(xiàn) 200
7.6.2 平面鑲嵌與黃金分割 200
7.6.3 二十面體密堆 201
7.6.4 晶體的新定義 202
7.6.5 準晶種類 202
習題7 204
參考文獻 207
第8章 金屬和合金結(jié)構(gòu) 209
8.1 金屬鍵理論 209
8.1.1 自由電子模型 209
8.1.2 能帶理論 210
8.2 等徑球密堆積 211
8.2.1 三種密堆積 211
8.2.2 密堆與空隙 213
8.3 金屬單質(zhì)結(jié)構(gòu) 215
8.3.1 單質(zhì)結(jié)構(gòu) 215
8.3.2 金屬原子半徑 216
8.4 合金的結(jié)構(gòu) 217
8.4.1 金屬固溶體 218
8.4.2 金屬化合物 219
8.4.3 金屬間隙化合物 222
8.5 非晶態(tài)合金 224
8.5.1 簡介 224
8.5.2 非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)特征 225
8.5.3 非晶態(tài)合金的制備與分類 226
8.5.4 性能與應(yīng)用 227
習題8 228
參考文獻 231
第9章 離子化合物 232
9.1 晶格能 232
9.1.1 晶格能的靜電模型 232
9.1.2 晶格能的熱力學(xué)模型 233
9.2 幾種典型的二元離子晶體結(jié)構(gòu) 234
9.2.1 NaCl型 234
9.2.2 CsCl型 235
9.2.3 ZnS型 235
9.2.4 CaF2型 236
9.2.5 TiO2型 236
9.3 離子半徑 237
9.3.1 引言 237
9.3.2 離子半徑與周期表 238
9.3.3 離子堆積規(guī)則 240
9.4 離子極化 241
9.4.1 離子極化的概念 241
9.4.2 離子極化對結(jié)構(gòu)的影響 241
9.5 多元離子化合物 244
9.5.1 主要多元離子化合物 245
9.5.2 Pauling規(guī)則 248
9.5.3 硅酸鹽的結(jié)構(gòu) 249
9.6 功能材料晶體 251
9.6.1 高溫超導(dǎo)晶體 251
9.6.2 非線性光學(xué)晶體 253
9.6.3 磁性材料 254
9.6.4 功能轉(zhuǎn)化材料 256<>