物质结构
《物质结构》是2010年10月1日科学出版社出版的图书，作者是徐光宪。
内容简介
物质结构是一部书籍，本书是在1959年出版的《物质结构》基础上进行修订的，作者根据当前的教学要求和化学学科的发展动向，对第一版内容作了较多的增删，进行了适当的调整。全书共十五章，即量子力学和氢原子的状态函数、原子的电子层结构和原子光谱、双原子分子的结构、分子对称性与群论初步、多原子分子的结构、共轭分子的结构、配位场理论和配位化合物的结构、原子价和分子结构小结、分子光谱、分子的电性和磁性、晶体结构等。书中对原子价概念的发展不仅总结了国内外学者的成果，并且着重介绍了作者使用四个数来描述包括原子簇在内的无机化合物和有机化合物的结构类型，提出了原子价的新概念，在论述现代物质结构实验方法、原理和应用方面，除介绍IR、Raman、NMR、ESR、ESCA等主要方法外，还就如何查阅、分析各种谱的数据和结构作了引导和说明。
图书目录
第二版重印序言
序
新版序
第一章 量子力学基础和氢原子的状态函数 1
§1-1 从经典力学到旧量子论 1
1.经典力学的适用范围 1
2.经典力学向高速度领域的推广导向相对论力学 2
3.经典力学向微观领域的推广导向量子论 3
4.光能的不连续性——光电效应和光子学说 4
5.康普顿效应 6
6.原子能量的不连续性——氢原子光谱和玻尔理论 7
7.旧量子论的衰落 11
§1-2 从旧量子论到量子力学 11
1.光的二象性 12
2.实物粒子的波动性、路易·德布罗意关系 16
3.测不准关系 20
4.量子力学的基本方程——薛定谔方程 21
5.实例——一维方势箱中的粒子 25
§1-3 氢原子或类氢离子的状态函数 32
1.氢原子或类氢离子的薛定谔方程 32
2.氢原子或类氢离子的基态 32
3.表示电子云几率分布的几种方法 34
4.氢原子或类氢离子的其他s态 35
5.氢原子或类氢离子的薛定谔方程的一般解 36
6.氢原子或类氢离子的波函数和电子云的图示 42
7.氢原子或类氢离子中电子的平均动能和平均势能 51
8.算符的初步概念 51
参考书目 53
问题与习题 54
第二章 原子的电子层结构和原子光谱 57
§2-1 原子单位制 57
§2-2 原子轨道 58
1.中心势场模型 59
2.自洽场方法 61
3.屏蔽常数的计算——改进的斯莱特法 65
4.轨道能量 67
§2-3 电子自旋和泡利原理 75
1.电子自旋 75
2.电子的等同性和泡利原理 77
3.哈特里-福克方程 79
§2-4 核外电子的配布和元素周期表 81
1.核外电子配布的原则 81
2.原子的电子组态和元素周期表 82
3.离子的电子层结构 83
1.单电子原子的量子数 96
2.自旋-轨道相互作用 97
3.多电子原子的量子数 100
4.多电子原子中的剩余相互作用 101
5.原子光谱项 102
6.原子能级图和洪特规则 107
§2-7 原子光谱 109
1.原子光谱的选律 110
2.碱金属原子的光谱 110
3.原子光谱的超精细结构 114
4.X射线光谱 115
§2-8 原子的磁矩和塞曼效应 118
1.电子的轨道磁矩 1182.电子的自旋磁矩 118
3.单电子原子的磁矩 119
4.多电子原子的磁矩 120
5.塞曼效应 121
6.核自旋和核磁矩 121
参考书目 123
问题与习题 124
第三章 双原子分子的结构 125
§3-1 氢分子离子的近似解——线性变分法 125
1.氢分子离子的薛定谔方程 125
2.氢分子离子的线性变分法处理 126
3.氢分子离子的两种状态 128
4.氢分子离子的能量曲线 130
5.氢分子离子的波函数 133
6.氢分子离子的高级近似解 135
7.积分Sab、Haa和Hab的意义 135
§3-2 氢分子的结构 138
1.氢分子的埃尔温·薛定谔方程式和瓦尔特·海特勒伦敦解法 138
2.氢分子的波函数，1Σg和3Σu态 143
§3-3 价键理论和分子轨道理论要点 144
1.价键理论的要点 145
2.分子轨道理论的要点 149
3.σ轨道与σ键 153
4.π轨道与π键 157
5.分子轨道的符号 158
6.分子轨道和原子轨道的相关图 159
§3-4 同核双原子分子的结构 162
1.分子轨道的能级顺序 162
2.第二周期各元素的同核双原子分子的结构 165
§3-5 异核双原子分子的结构 170
参考书目 174
问题与习题 174
第四章 分子对称性与群论初步 176
§4-1 对称操作 176
1.恒等操作 176
2.旋转和旋转轴 177
3.反映和镜面 179
4.象转和象转轴 179
5.反演和对称中心 180
§4-2 群的概念和点群 181
1.群的定义 181
2.点群 181
3.群的乘法表 184
§4-3 群的表示和特征标 186
1.n维向量空间的线性变换 187
2.群的表示 189
3.不可约表示 195
4.特征标和特征标表 197
5.不可约表示的性质 198
6.波函数作为不可约表示的基 201
7.直积 201
8.对称性匹配函数和投影算符 204
参考书目 205
问题与习题 205
第五章 多原子分子的结构 208
§5-1 非共轭多原子分子的成键原理 208
1.σ键的形成和原子的共价 208
2.σ配键的形成 210
3.π键的形成 210
5.δ键的形成 214
§5-2 非共轭多原子分子的几何构型——价层电子对互斥理论 216
§5-3 杂化轨道理论 220
1.杂化轨道理论的要点 221
2.原子轨道杂化的对称性要求 226
3.sp杂化轨道及有关分子的结构 229
4.sp2杂化轨道及有关分子的结构 231
5.sp3杂化轨道及有关分子的结构 234
6.不等性的s-p杂化轨道及有关分子的结构 235
7.具有张力的分子 239
8.d-s-p杂化轨道 240
9.f-d-s-p杂化轨道 243§
5-4 非定域分子轨道 248
§5-5 缺电子分子的结构和原子簇的结构规则 252
1.缺电子原子的化合物 252
2.乙硼烷的结构和三中心双电子键 255
3.金属的甲基化合物 258
4.原子簇化合物 259
5.利普斯康关于三氟化硼结构的styx分析 261
6.惠特的三角多面体骨架电子对理论 263
7.唐敖庆关于硼结构的拓扑规则 267
8.唐敖庆关于过渡金属簇化合物的(9n－L)规则 270
9.(nxcπ)结构规则 271
参考书目 271
问题与习题 272
第六章 共轭分子的结构 274
§6-1 休克尔分子轨道法 274
1.共轭体系与共轭效应 274
2.休克尔分子轨道法要点 275
3.休克尔分子轨道法应用实例 276
4.共轭直链多烯 280
5.共轭环多烯 281
6．含杂原子的共轭体系 284
7．无机化合物共轭分子 285
§6-2 大π键的生成条件和类型 287
1.大π键的生成条件 287
2.大π键的分类 287
3.特种大π键和超共轭效应 289
§6-3 HMO法处理结果与共轭分子的性质间的关系 290
1.布居分析和分子图 290
2.共轭分子的静态性质与有机化合物的同系线性规律 294
3.共轭分子的化学性质 297
§6-4 分子轨道对称守恒原理 302
1.协同反应的选律 303
2.分子轨道对称守恒原理 306
§6-5 前线轨道理论 312
1.电环化反应 312
2.σ键迁移反应 313
§6-6 HMO法的改进与同系线性规律 315
1.同系物与HMO法的同系规律 315
2.同系线性规律 315
3.HMO法和同系线性规律的改进 316
参考书目 319
问题与习题 319
第七章 配位场理论和配位化合物的结构 321
§7-1 晶体场理论 321
1.晶体场模型 322
2.在化学环境中能级和谱项的分裂 323
3.微扰理论 326
4.弱场和强场 330
5.d1-组态 331
6.d2-组态的弱场方案处理 335
7.d2-组态的强场方案处理 340
8.能级图、Δ和B′ 343
§7-2 络合物的结构和性质 347
1.紫外-可见吸收光谱 347
2.络合物的磁性 350
3.立体化学 354
§7-3 分子轨道理论与配位场理论 357
1.分子轨道理论的要点 357
2.配位场理论简介 363
§7-4 σ-π配键与有关络合物的结构 364
1.金属化物 364
2.金属亚硝络合物 367
3.金属的膦和胂络合物 367
4.分子氮络合物 367
§7-5 多原子π键络合物的结构 368
1.金属离子和不饱和烃类的络合物 368
2.金属夹心化合物 370
参考书目 375
问题与习题 376
第八章 原子价和分子结构小结 378
§8-1 原子价概念的发展 378
1.历史的回顾 378
2.原子价概念的分裂 379
3.氧化数的定义 379
4.氧化态规则 380
5.电中性原理 382
6.配位数的定义 383
7.泡令的原子价(共价)定义 385
8.原子价(共价)的量子化学定义 386
9.十八电子规则 387
§8-2 共价的定义和原子价规则 388
1.共价的新定义 388
2.原子价规则一:分子总价和键级的关系 389
3.原子价规则二:从结构式计算共价的规则 389
4.原子价规则三:共价与价轨道数及未成对电子数的关系 392
5.规则三的应用(一)由元素在周期表中的位置预测反磁性化合物的共价 395
6.规则三的应用(二)预测顺磁性螯合肥中未成对电子数Ns 398
7.规则三的应用(三)固体化合物中原子的共价与磁矩 399
8.原子价规则四:配位数是共价与氧化数的平均值 402
9.原子价规则五:H，C，N，O，F五元素的共价不变性 403
§8-3 分子的分类和(nxcπ)结构规则 406
1.引言——对数以百万计的分子进行分类的必要性 406
2.分子由分子片所组成 407
3.配体的分类和决定配体价电子数的规则 408
4.分子片可按周期表形式排布 409
5.分子片的共价 411
6.广义的“八隅律” 411
7.分子的总价V和分子片之间的键级B 412
8.应用举例——由原子簇的分子式预测结构式 413
9.分子的结构类型和(nxcπ)数 41610.结构类型与稳定性 419
11.分子片取代规则 419
§8-4 (nxcπ)结构规则的应用 420
1.分子结构类型的分类法 420
2.分子片取代规则的应用 423
3.预见新的原子簇化合物及其可能的合成途径 426
问题与习题 427
第九章 分子光谱(一)双原子分子光谱 430
§9-1 分子光谱概论 430
§9-2 双原子分子的转动光谱 433
1.一个例子——HCl的转动光谱 433
2.刚性转体模型 434
3.非刚性转体模型 4364.研究转动光谱得到的结果 437§9-
参考资料
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