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结构化学

样章
作者：
庄林 主编
定价：
85.00 元
版面字数：
880.00千字
开本：
16开
装帧形式：
精装
版次：
1
最新版次
印刷时间：
2025-01-25
ISBN：
978-7-04-064938-3
物料号：
64938-00
出版时间：
2026-01-14
读者对象：
高等教育
一级分类：
化学类
二级分类：
化学/应用化学/化学工程与工艺/制药工程公共课
三级分类：
结构化学

本书为化学“101计划”核心教材。全书共十章，分为三个部分：第一部分是理论基础，包括波动力学、矩阵力学和分子对称性与群论，共三章；第二部分是原子与分子结构，包括原子结构、原子光谱、分子谱学和分子轨道理论，共四章；第三部分是固体结构，包括固体能带理论、衍射理论和晶体结构，共三章。本书大幅加深量子力学基础，显著加强原子光谱与分子谱学，并拓展了固体结构的内容，是一本内容丰富、适合不同阶段本科生及研究生教学、兼具高覆盖度与挑战性的教材。

本书可作为高等学校化学类专业结构化学课程教材，亦可供其他相关专业参考。

  • 前辅文
  • 第一章 波动力学
    • 1.1 波粒二象性
      • 1.1.1 黑体辐射、能量量子化和普朗克常量
      • 1.1.2 光电效应与康普顿散射
      • 1.1.3 电磁波的波粒二象性
      • 1.1.4 氢原子光谱与能级跃迁
      • 1.1.5 德布罗意波与电子衍射
    • 1.2 从经典波动方程到薛定谔方程
      • 1.2.1 平面波
      • 1.2.2 经典波动方程
      • 1.2.3 含时薛定谔方程
    • 1.3 量子力学的基本原理
      • 1.3.1 波函数
      • 1.3.2 算符
      • 1.3.3 薛定谔方程与本征方程
      • 1.3.4 态叠加原理
    • 1.4 箱中粒子与量子隧穿
      • 1.4.1 自由粒子
      • 1.4.2 一维无限深方势阱中的粒子
      • 1.4.3 二维无限深方势阱中的粒子
      • 1.4.4 三维无限深方势箱中的粒子和实际分子体系的能级结构
      • 1.4.5 量子隧穿
    • 第一章附录
    • 习题
  • 第二章 矩阵力学
    • 2.1 矩阵力学的建立
      • 2.1.1 从矩阵表示到对易关系式的发现
      • 2.1.2 海森伯不确定性原理
    • 2.2 量子力学的统一表述
      • 2.2.1 矩阵力学与波动力学的统一
      • 2.2.2 从本征矢量到矩阵酉变换
      • 2.2.3 [知识拓展]薛定谔绘景与海森伯绘景
    • 2.3 电子自旋
      • 2.3.1 电子自旋的发现
      • 2.3.2 自旋角动量的矩阵表示
      • 2.3.3 电子自旋720°旋转对称的量子力学根源
      • 2.3.4 [知识拓展]狄拉克方程简介
    • 2.4 量子谐振子
      • 2.4.1 二次量子化与粒子数表象
      • 2.4.2 量子谐振子的能量
      • 2.4.3 [知识拓展]量子谐振子的相关矩阵和波函数
    • 第二章附录：线性代数基础
    • 习题
  • 第三章 分子对称性与群论
    • 3.1 分子对称性与点群
      • 3.1.1 对称操作与对称元素
      • 3.1.2 分子点群及其判断
      • 3.1.3 分子对称性与分子性质
    • 3.2 分子对称性的群表示
      • 3.2.1 点群的矩阵群表示
      • 3.2.2 特征标表的推导
      • 3.2.3 特征标表的性质与应用
    • 3.3 群论在化学中的应用
      • 3.3.1 能量本征函数是不可约表示的基
      • 3.3.2 非零矩阵元与光谱选律
      • 3.3.3 原子杂化轨道
      • 3.3.4 LCAO-MO法与SALC的构建
    • 习题
  • 第四章 原子结构
    • 4.1 轨道角动量
      • 4.1.1 圆周运动的粒子
      • 4.1.2 球面运动的粒子
      • 4.1.3 角动量
    • 4.2 单电子原子的薛定谔方程及其解
      • 4.2.1 单电子原子的薛定谔方程
      • 4.2.2 球坐标变换
      • 4.2.3 变量分离法
      • 4.2.4 单电子原子薛定谔方程的解
    • 4.3 量子数的物理意义
      • 4.3.1 主量子数与能量本征值
      • 4.3.2 角量子数与角动量
      • 4.3.3 磁量子数与角动量z分量
    • 4.4 原子轨道和电子云的图像
      • 4.4.1 径向分布
      • 4.4.2 角度分布
      • 4.4.3 空间分布
    • 4.5 多电子原子的结构
      • 4.5.1 氦原子
      • 4.5.2 单电子近似和原子轨道
      • 4.5.3 中心力场近似
      • 4.5.4 自洽场方法
    • 第四章附录
    • 习题
  • 第五章 原子光谱
    • 5.1 角动量
      • 5.1.1 轨道角动量
      • 5.1.2 自旋角动量
      • 5.1.3 磁矩
    • 5.2 阶梯算符及其应用
      • 5.2.1 阶梯算符及其性质
      • 5.2.2 阶梯算符作用
      • 5.2.3 角动量算符的本征值
    • 5.3 角动量耦合规则
      • 5.3.1 角动量耦合中算符的对易关系
      • 5.3.2 角动量耦合规则推求
    • 5.4 多电子原子的角动量耦合
      • 5.4.1 多电子原子的角动量和量子数（L-S耦合）
      • 5.4.2 多电子原子电子状态的描述
    • 5.5 原子光谱项
      • 5.5.1 原子光谱项的推求
      • 5.5.2 原子光谱项和对应的能级
    • 5.6 原子光谱
      • 5.6.1 氢原子光谱
      • 5.6.2 原子光谱的选律与精细结构
      • 5.6.3 多电子原子光谱
    • 习题
  • 第六章 分子谱学
    • 6.1 分子光谱项
      • 6.1.1 双原子分子光谱项
      • 6.1.2 光谱项的推求
      • 6.1.3 光谱跃迁选律
      • 6.1.4 分子光谱项与分子性质
    • 6.2 分子的振动与转动光谱
      • 6.2.1 分子转动光谱
      • 6.2.2 拉曼光谱
      • 6.2.3 分子的振动与振转光谱
      • 6.2.4 多原子分子振动
      • 6.2.5 [知识拓展]共振现象
    • 6.3 分子的电子光谱
      • 6.3.1 分子与光的作用过程
      • 6.3.2 紫外可见吸收光谱
      • 6.3.3 荧光和磷光光谱
    • 6.4 光电子能谱
      • 6.4.1 X射线光电子能谱
      • 6.4.2 俄歇电子能谱
      • 6.4.3 紫外光电子能谱
      • 6.4.4 弗兰克-康登原理
      • 6.4.5 [知识拓展]同步辐射X射线吸收精细结构谱
    • 6.5 分子的核磁共振谱
      • 6.5.1 核磁共振现象
      • 6.5.2 原子核的磁性
      • 6.5.3 核磁共振的量子力学描述
      • 6.5.4 化学位移
      • 6.5.5 自旋-自旋耦合与谱峰的分裂
      • 6.5.6 反磁各向异性效应
    • 6.6 顺磁共振谱
      • 6.6.1 顺磁共振原理
      • 6.6.2 顺磁共振谱的超精细结构
    • 第六章附录：数学公式
    • 习题
  • 第七章 分子轨道理论
    • 7.1 双原子分子的分子轨道理论
      • 7.1.1 氢分子离子
      • 7.1.2 同核双原子分子的简单分子轨道理论与价键理论
      • 7.1.3 双原子分子的分子轨道与分子谱项
    • 7.2 多原子分子轨道理论
      • 7.2.1 原子轨道的对称性适配线性组合
      • 7.2.2 配位化合物中的分子轨道理论
    • 7.3 π共轭体系的休克尔分子轨道
      • 7.3.1 休克尔分子轨道法
      • 7.3.2 采用HMO方法求解1,3-丁二烯体系
      • 7.3.3 采用HMO方法求解直链共轭多烯和单环π共轭多烯体系
      • 7.3.4 电荷密度、键级、自由价和分子图
      • 7.3.5 化学反应中的轨道对称性
    • 7.4 计算量子化学
      • 7.4.1 计算化学的概况
      • 7.4.2 Hartree-Fock方法
      • 7.4.3 Hartree-Fock方法的延伸：电子相关方法
      • 7.4.4 密度泛函理论
      • 7.4.5 基组
      • 7.4.6 溶剂化效应
      • 7.4.7 计算量子化学上机计算实例
    • 习题
  • 第八章 固体能带理论
    • 8.1 布洛赫定理
      • 8.1.1 晶体的周期势场
      • 8.1.2 平移对称操作算符
      • 8.1.3 布洛赫定理
    • 8.2 近似模型与能带结构计算
      • 8.2.1 近自由电子模型
      • 8.2.2 紧束缚模型
      • 8.2.3 能带结构的理论计算方法
      • 8.2.4 典型能带结构
    • 8.3 能带物理
      • 8.3.1 能带结构的对称性
      • 8.3.2 费米面的构造
      • 8.3.3 有效质量
      • 8.3.4 能态密度
      • 8.3.5 半导体物理
      • 8.3.6 表面态
    • 8.4 能带工程与能带结构的实验测量
      • 8.4.1 能带工程
      • 8.4.2 能带结构的实验测量
    • 第八章附录
    • 习题
  • 第九章 衍射理论
    • 9.1 倒易空间和倒易点阵
      • 9.1.1 正空间的点阵点、直线点阵和平面点阵指标
      • 9.1.2 倒易空间的引入
      • 9.1.3 一维、二维、三维点阵的倒易晶格
      • 9.1.4 倒格子与正格子的关系
    • 9.2 衍射理论
      • 9.2.1 散射矢量
      • 9.2.2 原子散射因子
      • 9.2.3 衍射图案的本质
      • 9.2.4 埃瓦尔德图解
    • 9.3 衍射方程
      • 9.3.1 劳厄方程
      • 9.3.2 布拉格方程
      • 9.3.3 结构因子
      • 9.3.4 系统消光
    • 9.4 X射线衍射技术
      • 9.4.1 X射线的产生
      • 9.4.2 单晶衍射
      • 9.4.3 多晶（粉末）衍射
      • 9.4.4 粉末XRD的应用
    • 习题
  • 第十章 晶体结构
    • 10.1 点阵和晶胞
      • 10.1.1 点阵和结构基元
      • 10.1.2 点阵单位和晶胞
      • 10.1.3 倒空间和晶格点阵的布里渊区
    • 10.2 点群和空间群
      • 10.2.1 晶体的宏观对称性和32个晶体学点群
      • 10.2.2 晶体的微观对称性和230个晶体空间群
    • 10.3 常见晶体结构
      • 10.3.1 金属晶体
      • 10.3.2 离子晶体
      • 10.3.3 分子晶体
      • 10.3.4 共价晶体
      • 10.3.5 准晶体
    • 习题
  • 参考文献

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