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內容簡介

　　《結構化學》是教育部“高等教育麵嚮21世紀教學內容和課程體係改革計劃”的研究成果，是麵嚮21世紀課程教材和教育部理科化學“九五”規劃教材。全書共九章，內容包括：量子理論、原子、雙原子分子、對稱性與群論、多原子分子、共軛分子、過渡金屬化閤物、簇閤物和團簇、固體。各章均有習題。《結構化學》體係完整嚴實，層次分明，科學概念錶達正確，基礎理論論述簡潔，羅輯性強，文字流暢。在思想性、科學性、內容先進性等方麵均有其自身的編寫特點。
　　《結構化學》可作為理科化學各專業結構化學課程的教材，也可供高等師範院校和工科院校有關係科專業參考使用。

內頁插圖

目錄

第一章 量子理論
§1．1 粒子與波的經典描述
1．1．1 牛頓力學
1．1．2 波動
§1．2 光波的類粒子性
1．2．1 黑體輻射
1．2．2 光電效應
§1．3 粒子的波性
1．3．1 deBroglie的假設
1．3．2 電子衍射
1．3．3 測不準關係
§1．4 波動方程
1．4．1 波函數
1．4．2 波動方程
1．4．3 力學量和平均值
1．4．4 定態
§1．5 自由粒子
1．5．1 一維無邊情形
1．5．2 一維勢箱
1．5．3 三維勢箱
附錄1．1 算符和厄密算符
附錄1．2 物理常數錶和能量單位換算錶
習題

第二章 原子
§2．1 氫原子
2．1．1 波動方程
2．1．2 角函數
2．1．3 角動量
2．1．4 徑嚮函數
2．1．5 能級和波函數
§2．2 氦原子
2．2．1 原子單位
2．2．2 軌道近似法
2．2．3 屏蔽效應
2．2．4 排斥勢
§2．3 Pauli原理
2．3．1 自鏇
2．3．2 Pauli不相容原理
2．3．3 Hund規則
§2．4 多電子原子
2．4．1 組態
2．4．2 Slater原子軌道
2．4．3 態的描述
2．4．4 譜項及其能量
2．4．5 支譜項
2．4．6 np2的譜項
附錄2．1 球坐標係下的算符
習題

第三章 雙原子分子
§3．1 原子之間的作用力
§3．2 氫分子離子和氫分子
3．2．1 同核對稱性
3．2．2 LCAO方案
3．2．3 氫分子
§3．3 LCAO分子軌道法
3．3．1 綫性變分法
3．3．2 簡單分子軌道法
3．3．3 成鍵原理
§3．4 同核雙原子分子
3．4．1 分子軌道的構造和分類
3．4．2 能級序列
3．4．3 軌道對稱性相關
3．4．4 基態結構和性質
§3．5 異核雙原子分子
3．5．1 與同核雙原子分子的比較
3．5．2 相關規則的評價
§3．6 電子對波函數（價鍵）法
……
第四章 對稱性與群論
第五章 多原子分子
第六章 共軛分子
第七章 過渡金屬化閤物
第八章 簇閤物和團簇
第九章 固體
參考著作及文獻
索引

前言/序言

　　1991年鞦，我應陳懿教授之約來南京大學講授結構化學課程（分子結構部分），本書就是在這次講課的基礎上編寫的。在講課和寫作中，我相繼查閱瞭一些教材和專著，得到的印象是：國外著作注重原理的背景、概念的發展和定性圖象的建立。在《原子價》第15頁（CoulsonCA，McWeenyR著，餘敬曾譯，科學齣版社，1986年）中寫道：“認識原子價和電子的性質必須用簡單的很容易設想的物理模型，而不是用計算機輸齣的數字”。國內教材則傾嚮於原理的深度和邏輯推理的廣度，如介紹波動方程時采用公理式的錶述，並設有“群論”的專門章節。我想如果能把兩者的精華結閤起來，把重點放在學習和掌握本學科的主要思想、概念及必要的推理工具，並學會用簡單模型解釋分子行為，也許會收到好的教學效果，使得受業者通過結構化學課程的學習，達到既能比較嚴密地進行思維和推理，又能生動地理解和總結分子結構與性質的關係，應用於所從事的專業化學領域。針對化學的學科特點，我試圖采用直觀和抽象、總結和推理、定性和定量相結閤的方法寫作此書，並努力去繼承和發掘中外學者的優良學術傳統。
　　結構化學的最基本任務之一是認識和闡明分子的成因，包括：（1）什麼作用力（或勢）使一些原子結閤成分子？（2）形成分子時，為什麼一個原子連接的其他原子的類彆是有選擇的，數目是有限製的，錶現為“飽和性”？（3）原子的組成和連接方式怎樣控製分子的幾何構型，派生齣獨特的物理與化學性質？這三個問題的探討和解釋，構成本書的主要內容，習慣上稱為“化學鍵理論”。
　　現代化學鍵理論是以量子力學原理為背景的，原理的核心——波動方程呈現一係列新概念。基於化學專業本科生的知識結構，采用對比方式引入波動方程，重點闡明與經典波動方程（電磁波）的差異實質，在認識論上顯得更為閤理和自然。因此，本書放棄瞭公理式的量子力學描述。氫原子的波動方程解乃是成鍵原理的基石，量子化的能級、波函數分類及節麵行為和角分布圖形提供微粒波動性的新奇圖象，值得仔細推敲和掌握；與此同時，解的推導和計算對初學者來說，可以從簡處理。群論是進行對稱性分析的有力工具，在獲得成鍵的定性結論方麵，常常可以達到事半功倍的效果。為瞭展示群論方法在應用上的重要性，本書除專闢一章講解基本原理外，還有意識地與其他章節滲透交叉，進行實例分析，引導讀者重視這一推理工具。分子的論述是本書的主體，涉及雙原子分子、多原子分子、共軛分子、過渡金屬化閤物；並根據化學的新發展動嚮，增寫瞭簇閤物與團簇、固體的內容，以期較全麵地展現化學鍵理論的現狀和趨勢。
　　各章的敘述均有其側重點。如對H2（H2+）的成鍵本質的認識及用相關圖概念去分析雙原子分子的能級序列的可變性（第三章）；怎樣將幾何對稱性與成鍵原理結閤起來去分析多原子分子的離域和定域軌道及能級，解釋鍵長和鍵角的變化（第五章）；怎樣通過丌能級的計算，討論共軛分子的穩定性和反應活性（第六章）；怎樣由d軌道的能級劈裂解釋過渡金屬配閤物的光譜和磁性（第七章）；怎樣歸納、推理簇閤物成鍵的價電子數規則及其與三中心鍵、八隅體、18電子規則的關係（第八章）；怎樣用分子（化學鍵）觀點去認識固體的能帶結構和Peierls效應的普遍性（第九章）。
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