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内容简介

　　《结构化学》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材和教育部理科化学“九五”规划教材。全书共九章，内容包括：量子理论、原子、双原子分子、对称性与群论、多原子分子、共轭分子、过渡金属化合物、簇合物和团簇、固体。各章均有习题。《结构化学》体系完整严实，层次分明，科学概念表达正确，基础理论论述简洁，罗辑性强，文字流畅。在思想性、科学性、内容先进性等方面均有其自身的编写特点。
　　《结构化学》可作为理科化学各专业结构化学课程的教材，也可供高等师范院校和工科院校有关系科专业参考使用。

内页插图

目录

第一章 量子理论
§1．1 粒子与波的经典描述
1．1．1 牛顿力学
1．1．2 波动
§1．2 光波的类粒子性
1．2．1 黑体辐射
1．2．2 光电效应
§1．3 粒子的波性
1．3．1 deBroglie的假设
1．3．2 电子衍射
1．3．3 测不准关系
§1．4 波动方程
1．4．1 波函数
1．4．2 波动方程
1．4．3 力学量和平均值
1．4．4 定态
§1．5 自由粒子
1．5．1 一维无边情形
1．5．2 一维势箱
1．5．3 三维势箱
附录1．1 算符和厄密算符
附录1．2 物理常数表和能量单位换算表
习题

第二章 原子
§2．1 氢原子
2．1．1 波动方程
2．1．2 角函数
2．1．3 角动量
2．1．4 径向函数
2．1．5 能级和波函数
§2．2 氦原子
2．2．1 原子单位
2．2．2 轨道近似法
2．2．3 屏蔽效应
2．2．4 排斥势
§2．3 Pauli原理
2．3．1 自旋
2．3．2 Pauli不相容原理
2．3．3 Hund规则
§2．4 多电子原子
2．4．1 组态
2．4．2 Slater原子轨道
2．4．3 态的描述
2．4．4 谱项及其能量
2．4．5 支谱项
2．4．6 np2的谱项
附录2．1 球坐标系下的算符
习题

第三章 双原子分子
§3．1 原子之间的作用力
§3．2 氢分子离子和氢分子
3．2．1 同核对称性
3．2．2 LCAO方案
3．2．3 氢分子
§3．3 LCAO分子轨道法
3．3．1 线性变分法
3．3．2 简单分子轨道法
3．3．3 成键原理
§3．4 同核双原子分子
3．4．1 分子轨道的构造和分类
3．4．2 能级序列
3．4．3 轨道对称性相关
3．4．4 基态结构和性质
§3．5 异核双原子分子
3．5．1 与同核双原子分子的比较
3．5．2 相关规则的评价
§3．6 电子对波函数（价键）法
……
第四章 对称性与群论
第五章 多原子分子
第六章 共轭分子
第七章 过渡金属化合物
第八章 簇合物和团簇
第九章 固体
参考著作及文献
索引

前言/序言

　　1991年秋，我应陈懿教授之约来南京大学讲授结构化学课程（分子结构部分），本书就是在这次讲课的基础上编写的。在讲课和写作中，我相继查阅了一些教材和专著，得到的印象是：国外著作注重原理的背景、概念的发展和定性图象的建立。在《原子价》第15页（CoulsonCA，McWeenyR著，余敬曾译，科学出版社，1986年）中写道：“认识原子价和电子的性质必须用简单的很容易设想的物理模型，而不是用计算机输出的数字”。国内教材则倾向于原理的深度和逻辑推理的广度，如介绍波动方程时采用公理式的表述，并设有“群论”的专门章节。我想如果能把两者的精华结合起来，把重点放在学习和掌握本学科的主要思想、概念及必要的推理工具，并学会用简单模型解释分子行为，也许会收到好的教学效果，使得受业者通过结构化学课程的学习，达到既能比较严密地进行思维和推理，又能生动地理解和总结分子结构与性质的关系，应用于所从事的专业化学领域。针对化学的学科特点，我试图采用直观和抽象、总结和推理、定性和定量相结合的方法写作此书，并努力去继承和发掘中外学者的优良学术传统。
　　结构化学的最基本任务之一是认识和阐明分子的成因，包括：（1）什么作用力（或势）使一些原子结合成分子？（2）形成分子时，为什么一个原子连接的其他原子的类别是有选择的，数目是有限制的，表现为“饱和性”？（3）原子的组成和连接方式怎样控制分子的几何构型，派生出独特的物理与化学性质？这三个问题的探讨和解释，构成本书的主要内容，习惯上称为“化学键理论”。
　　现代化学键理论是以量子力学原理为背景的，原理的核心——波动方程呈现一系列新概念。基于化学专业本科生的知识结构，采用对比方式引入波动方程，重点阐明与经典波动方程（电磁波）的差异实质，在认识论上显得更为合理和自然。因此，本书放弃了公理式的量子力学描述。氢原子的波动方程解乃是成键原理的基石，量子化的能级、波函数分类及节面行为和角分布图形提供微粒波动性的新奇图象，值得仔细推敲和掌握；与此同时，解的推导和计算对初学者来说，可以从简处理。群论是进行对称性分析的有力工具，在获得成键的定性结论方面，常常可以达到事半功倍的效果。为了展示群论方法在应用上的重要性，本书除专辟一章讲解基本原理外，还有意识地与其他章节渗透交叉，进行实例分析，引导读者重视这一推理工具。分子的论述是本书的主体，涉及双原子分子、多原子分子、共轭分子、过渡金属化合物；并根据化学的新发展动向，增写了簇合物与团簇、固体的内容，以期较全面地展现化学键理论的现状和趋势。
　　各章的叙述均有其侧重点。如对H2（H2+）的成键本质的认识及用相关图概念去分析双原子分子的能级序列的可变性（第三章）；怎样将几何对称性与成键原理结合起来去分析多原子分子的离域和定域轨道及能级，解释键长和键角的变化（第五章）；怎样通过丌能级的计算，讨论共轭分子的稳定性和反应活性（第六章）；怎样由d轨道的能级劈裂解释过渡金属配合物的光谱和磁性（第七章）；怎样归纳、推理簇合物成键的价电子数规则及其与三中心键、八隅体、18电子规则的关系（第八章）；怎样用分子（化学键）观点去认识固体的能带结构和Peierls效应的普遍性（第九章）。
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