物质结构基本原理（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭用猷，张冬菊，刘艳华 著

图书标签:

• 固体物理
• 材料科学
• 凝聚态物理
• 晶体结构
• 能带理论
• 量子力学
• 电子结构
• X射线衍射
• 材料物理
• 物理学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040430455

版次：3

商品编码：11782614

包装：平装

丛书名： 高等学校教材

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：327

字数：520000

正文语种：中文

内容简介

　　《物质结构基本原理（第三版）》是在第二版教学实践的基础上，结合结构化学学科发展修订而成的。除在分子对称性部分增加了群论的内容、调整了章节顺序外，其他内容仅做了少量修改。全书共十章，为量子力学基础、原子结构、原子光谱、分子轨道理论、分子的对称性和群论初步、价键理论、配位化合物和原子簇化合物、分子光谱、晶体结构和x射线结构分析。书后附有习题答案。
　　《物质结构基本原理（第三版）》可用作综合性大学、师范院校化学专业、应用化学专业，以及其他院校相关专业教材或参考书。

目录

第一章 量子力学基础
1.1 量子力学的产生背景
1.1.1 黑体辐射和能量量子化
1.1.2 光电效应和光的二象性
1.1.3 氢原子光谱和玻尔理论
1.1.4 实物粒子的二象性和电子衍射
1.1.5 不确定关系
1.2 研究领域与运动规律
1.3 算符
1.4 量子力学的基本假定
1.4.1 状态的描述
1.4.2 力学量的描述
1.4.3 状态方程
1.4.4 测量问题
1.4.5 态叠加原理
1.5 一维箱中的粒子
1.6 三维箱中的粒子
1.7 一维谐振子
1.7.1 量子力学方法处理
1.7.2 量子力学与经典力学结果对比
1.8 变分法
1.8.1 基态变分法
1.8.2 激发态变分法
1.8.3 线性变分法
习题

第二章 原子结构
2.1 单电子原子的薛定谔方程
2.2 单电子原子薛定谔方程的解
2.2.1 （ ）方程的解
2.2.2 （ ）方程的解
2.2.3 Y（瑁�觯┓匠痰慕�
2.2.4 R（r）方程的解
2.2.5 波函数 （r，瑁�觯�
2.3 波函数的图像
2.3.1 径向分布
2.3.2 角度分布
2.3.3 空间分布
2.4 单电子原子的角动量和磁矩
2.5 电子自旋和旋轨轨道
2.6 单电子原子的状态
2.7 氦原子
2.7.1 薛定谔方程
2.7.2 忽略电子相互作用
2.7.3 基态变分法
2.8 多电子原子
2.8.1 忽略电子相互作用
2.8.2 单电子近似和原子轨道
2.8.3 平均势能近似
2.8.4 中心力场近似
2.8.5 屏蔽系数法和斯莱脱规则
2.8.6 自洽场方法
2.9 保里原理和行列式波函数
2.10 核外电子排布
附录2.1 （ ）方程的解
附录2.2 R（r）方程的解
习题

第三章 原子光谱
3.1 能量单位和谱项
3.2 氢原子光谱的精细结构
3.2.1 相对论效应
3.2.2 电子自旋效应
3.2.3 选择定则
3.2.4 塞曼效应
3.3 多电子原子的角动量和光谱项符号
3.4 由电子组态求光谱项
3.4.1 不等价电子的光谱项
3.4.2 等价电子的光谱项
3.5 多电子原子光谱
3.5.1 能级
3.5.2 选择定则

第四章 分子轨道理论
第五章 分子的对称性和群论初步
第六章 价键理论
第七章 配位化合物和原子簇化合物
第八章 分子光谱
第九章 晶体结构
第十章 X射线结构分析
附录Ⅰ 习题答案
附录Ⅱ 参考著作
附录Ⅲ 一些点群的特征标表
附录Ⅳ 物理常数
附录Ⅴ 能量换算系数

物质结构基本原理（第三版） 内容概要 《物质结构基本原理（第三版）》深入探讨了构成物质的微观世界的奥秘，系统阐述了原子、分子、晶体等基本结构单元的形成、性质及其相互作用。本书旨在为读者构建一个清晰、严谨的物质结构理论框架，理解宏观物质现象背后的微观本质。 核心内容 第一部分：原子结构与量子力学基础 本书的开篇，将带领读者穿越到原子的微观领域，从经典原子模型（如卢瑟福模型）的局限性出发，逐步引入量子力学这一理解微观粒子行为的革命性理论。 量子化概念的引入： 详细介绍普朗克量子假说、光电效应的解释（爱因斯坦的光子说）以及玻尔原子模型，阐明能量、角动量等物理量的量子化特性是理解原子结构的基石。 波粒二象性与不确定性原理： 深入探讨德布罗意的物质波理论，以及海森堡不确定性原理如何根本性地改变了我们对粒子位置和动量等可观测量值的认知。 薛定谔方程及其意义： 详细讲解薛定谔方程，并解释其在描述微观粒子状态（波函数）中的核心作用。通过求解薛定谔方程，引出原子轨道的概念，包括原子轨道的形状（s, p, d, f等）、空间取向及其能量。 电子的排布与原子光谱： 基于量子力学模型，深入阐述了泡利不相容原理、洪特规则等电子排布规则，以及这些规则如何解释了元素周期表的结构和不同元素的化学性质。同时，将详细分析原子光谱的产生机制，以及光谱线与电子能级跃迁的对应关系，为理解元素鉴定和原子结构提供了实验证据。 原子核结构： 简要介绍原子核的组成（质子和中子），以及核力的性质。 第二部分：化学键与分子结构 在掌握了原子结构的基本原理后，本书将进一步探讨原子如何结合形成更为复杂的分子，以及这些分子的三维结构如何决定其性质。 离子键： 详细阐述离子键的形成机理，包括原子得失电子形成离子，以及离子间的静电吸引力。通过对晶格能的讨论，解释离子化合物的稳定性和高熔点等性质。 共价键： 这是分子结构形成的核心。本书将系统讲解共价键的形成，包括价电子的共享、成键电子对和孤对电子的概念。 价键理论（VB）： 介绍价键理论如何通过原子轨道重叠来解释共价键的形成，以及σ键和π键的区别。 分子轨道理论（MO）： 深入讲解分子轨道理论，包括原子轨道线性组合（LCAO）形成分子轨道，以及成键分子轨道和反键分子轨道的能量、分布和电子填充。将通过具体例子（如H2, O2, N2等）展示如何利用分子轨道图解释分子的键级、稳定性及磁性。 杂化轨道理论： 详细阐述sp, sp2, sp3等不同类型的杂化轨道，以及杂化轨道如何解释分子的空间构型，如直线型、平面三角形、四面体型等。 分子间作用力： 在理解了分子内部的化学键后，本书还将探讨不同分子之间的作用力，如范德华力（包括伦敦色散力、偶极-偶极作用）、氢键等。这些作用力对于物质的宏观性质（如熔沸点、溶解性、表面张力等）至关重要。 分子极性与偶极矩： 解释由于键的极性或分子对称性导致的分子极性，以及偶极矩的概念，并说明分子极性如何影响分子的物理化学性质，例如溶解性。 第三部分：固态物质的结构 宏观物质世界中的固体材料，其性质很大程度上取决于其内部的原子或分子排列方式。本部分将聚焦于晶体结构。 晶体结构基本概念： 引入晶格、晶胞、晶面、晶向等基本概念，为描述三维周期性结构奠定基础。 密堆积结构： 详细介绍最常见的金属晶体中的密堆积方式，如六方密堆积（hcp）和面心立方密堆积（fcc），以及其堆积密度和配位数。 离子晶体结构： 阐述不同类型的离子晶体结构，如NaCl型、CsCl型、闪锌矿型、萤石型等，并分析其晶格特点、离子半径比、配位数与稳定性的关系。 共价晶体与分子晶体： 介绍金刚石、石墨等共价晶体，以及冰、干冰等分子晶体的结构特点和性质。 金属键与合金： 阐述金属键的“电子海”模型，以及金属的延展性、导电导热等性质的微观解释。同时，介绍固溶体和化合物等合金的形成及其结构特征。 缺陷晶体： 讨论晶体中的点缺陷（如空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷，以及这些缺陷对晶体物理化学性质的影响，例如对强度、导电性的改变。 非晶态物质： 简要介绍玻璃等非晶态物质的结构特点，与晶体的区别，以及其特殊的性质。 第四部分：团簇与纳米材料 随着科学技术的发展，对物质在介观尺度（团簇）和纳米尺度（纳米材料）的结构与性质的研究日益受到重视。 原子团簇： 介绍原子团簇的概念，即介于孤立原子和块体材料之间的微小集合体。讨论团簇的特殊电子结构和几何结构，以及其独特的化学和物理性质。 纳米材料的结构特点： 解释纳米材料（如量子点、纳米线、纳米管、纳米颗粒）为何因尺寸效应而展现出不同于宏观材料的性质。 表面与界面： 强调在纳米尺度下，表面原子和界面原子在物质总原子中所占比例显著增大，从而导致表面能、催化活性等性质的显著变化。 与结构相关的性能： 探讨纳米材料的电子、光学、催化、力学等性能与其结构之间的密切联系，为理解和设计新型纳米材料提供理论基础。 本书特点 《物质结构基本原理（第三版）》力求理论联系实际，在深入讲解基本原理的同时，穿插了大量实例，帮助读者理解抽象概念。例如，在讨论化学键时，会结合常见分子的结构（如水分子、二氧化碳分子）进行分析；在讨论晶体结构时，会引用常见的金属和盐的晶体结构。本书的语言力求清晰、准确，并辅以丰富的图示和示意图，以增强理解的直观性。 学习价值 本书适合化学、物理、材料科学、生物学以及相关工程领域的本科生、研究生和科研人员阅读。掌握本书内容，将为深入理解化学反应机理、材料设计与性能调控、生命过程的分子基础等提供坚实的理论支撑。理解物质结构的原理，是探索和创造新物质、新材料、新技术的关键。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙万物由什么构成感到好奇，这本书就像一颗璀璨的明珠，照亮了我探寻物质世界奥秘的道路。它的语言风格非常亲切，即使是初学者也能轻松领会。我最喜欢的是书中对量子世界描绘的那部分，它用一种非常生动的方式解释了电子的“奇怪”行为，让我这个非专业人士也能对原子和分子的结构有了一个基本概念。这本书并没有把科学知识摆成一本冷冰冰的账本，而是充满了探索的乐趣。它引导我去思考，为什么有些物质会发光，为什么有些物质会导电，这些看似平常的现象背后，原来隐藏着如此精妙的物理和化学原理。读完这本书，我感觉自己的世界观都发生了变化，看待身边的物品，不再只是表面的样子，而是开始联想到它们内在的结构和构成。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它并没有止步于对基本概念的介绍，而是着重探讨了这些基本原理是如何构建起我们所见的宏观世界的。从微观粒子的相互作用，到原子团簇的形成，再到宏观材料的性质，这本书提供了一个极其连贯的解释框架。我特别欣赏它在介绍晶体结构和缺陷时，所展现出的深度。它不仅仅是描述了各种晶格类型，更深入地分析了不同晶体缺陷对材料力学、电学和光学性能的影响。这种从微观到宏观的视角，让我能够更好地理解为什么某些材料会有特定的性质，以及如何通过调控微观结构来设计具有特定功能的材料。这本书让我意识到，物质的属性并非凭空而来，而是由其内在的结构和相互作用所决定的，这种认识极大地提升了我对材料科学的兴趣，并激发了我对更多复杂体系的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《物质结构基本原理（第三版）》纯属偶然，原本只是想找一本基础的化学参考书，没想到它带给了我如此大的惊喜。这本书的逻辑线索清晰得令人称赞，每一点的阐述都建立在前文的基础上，使得理解过程非常顺畅。我尤其对其中关于电子排布和化学键理论的讲解印象深刻。作者用一种非常清晰且富有条理的方式，逐步揭示了原子电子的运动规律如何影响化学键的形成，以及不同类型的化学键（如离子键、共价键、金属键）各自的特点和适用范围。这本书没有回避复杂的概念，但它处理得非常到位，通过大量的实例和图解，将抽象的理论变得触手可及。读完之后，我对许多化学现象有了更深刻的理解，感觉自己不再是被动接受知识，而是真正掌握了探究物质奥秘的方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直把我从混沌中解救了出来！之前我对物质的微观世界总是懵懵懂懂，感觉像是在迷雾中摸索。但自从翻开《物质结构基本原理（第三版）》，那种困惑感就烟消云散了。作者的叙述方式非常巧妙，循序渐进，就像一位经验丰富的向导，一步步带领我穿越错综复杂的理论迷宫。我尤其喜欢它对量子力学基本概念的阐释，不再是枯燥的数学公式堆砌，而是通过生动的类比和直观的图示，让我深刻理解了波粒二象性、不确定性原理等核心思想。读到关于原子轨道和分子成键的那几章时，我更是觉得豁然开朗。那些曾经让我头疼不已的化学反应和物质性质，现在都能找到清晰的解释。这本书真的让我对化学和物理的底层逻辑有了前所未有的认识，它不仅仅是一本教科书，更像是一把开启我科学探索大门的钥匙。每一次阅读，都能发现新的闪光点，感觉自己的知识体系在不断被重塑和加固。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在科研一线工作的学者，我阅览过不少与物质结构相关的书籍，但《物质结构基本原理（第三版）》的价值依然令我惊叹。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种智慧的传承。书中对统计力学在物质结构研究中的应用进行了详尽的阐述，这对于理解大量粒子的集体行为至关重要。作者在解释熵、自由能等概念时，非常注重从宏观现象回溯到微观粒子的运动，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，对于提升研究生的理论功底非常有益。此外，本书对相变理论的深入探讨，也为理解材料在不同条件下的状态转变提供了坚实的理论基础。它所提供的知识体系，能够帮助科研人员更系统地分析实验数据，并指导未来的研究方向，其严谨性和前瞻性都达到了相当高的水平。

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