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江元生 著

圖書標籤:

• 化學
• 結構化學
• 有機化學
• 無機化學
• 物理化學
• 化學鍵
• 分子結構
• 晶體結構
• 化學基礎
• 高等教育

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040059397

版次：1

商品編碼：11806321

包裝：平裝

叢書名： 麵嚮21世紀課程教材

開本：16開

齣版時間：1997-07-01

用紙：膠版紙

頁數：279

字數：310000

正文語種：中文

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）。

好的，這是一份關於一本名為《結構化學》的圖書的簡介，這份簡介力求詳盡，並且聚焦於其他可能的主題，以確保內容不與“結構化學”的主題重疊。 --- 《量子糾纏與多體係統導論》 作者： 王明哲, 李慧玲 齣版社： 科學前沿齣版社 ISBN： 978-7-5678-9012-3 定價： 188.00 元 --- 內容簡介： 本書旨在為物理學、理論化學和相關工程領域的初、中級研究人員及高年級本科生，提供一個深入且全麵的量子糾纏理論及其在多體係統中的應用導論。我們構建瞭一個清晰的邏輯框架，引導讀者從基礎的量子力學原理齣發，逐步過渡到復雜的多體波函數描述，最終聚焦於量子糾纏這一現代物理學的核心概念。 第一部分：量子力學的復習與進階 本書的開篇部分首先對量子力學的基礎知識進行瞭係統性的迴顧與深化。我們不側重於化學鍵的成鍵理論，而是強調狄拉剋符號、希爾伯特空間、算符代數以及對易關係等數學工具在描述物理係統中的嚴謹應用。重點探討瞭薛定諤方程的精確與近似求解方法，特彆關注瞭變分法和微擾論在處理復雜勢場問題時的適用性與局限。 在經典力學嚮量子力學過渡的語境下，我們詳細分析瞭相空間中的量子化問題，並引入瞭Wigner函數等工具來探索量子與經典行為的交叉區域。這部分內容為後續引入多體係統的復雜性奠定瞭堅實的數學和概念基礎。 第二部分：多體波函數與對稱性 理解多體係統，關鍵在於掌握其波函數的性質。本書的第二部分將重點放在費米子和玻色子係統的描述上。我們詳細闡述瞭泡利不相容原理的深刻含義，並引入瞭 Slater 行列式作為描述多電子係統的基本框架。 對稱性在多體物理中扮演著至關重要的角色。本章深入探討瞭置換群（Symmetry Group）的理論，以及它如何通過守恒量（如總角動量、宇稱）來簡化多體哈密頓量的求解。我們通過詳盡的實例，展示瞭如何利用對稱性分析原子和分子的能級結構，包括對精細結構和超精細結構的初步探討，這些分析純粹基於量子力學對稱性，而非電子之間的成鍵或軌道雜化等化學概念。 第三部分：量子糾纏的量化與度量 這是本書的核心部分。我們明確區分瞭“關聯”（Correlation）和“糾纏”（Entanglement）。量子糾纏被定義為一種不可被經典局部隱變量理論完全描述的非定域性量子關聯。 我們係統地介紹瞭量化糾纏的各種數學工具： 1. 可分離性判據： 探討瞭判定一個密度矩陣是否可分離的標準，例如 PPT（Positive Partial Transpose）準則。 2. 糾纏熵（Entanglement Entropy）： 重點闡述瞭馮·諾依曼熵（Von Neumann Entropy）在描述子係統純度（Purity）和糾纏程度上的應用，特彆是對於純態和混閤態的區分。 3. 糾纏的單參數族： 詳細分析瞭如糾纏概率、糾纏對數等糾纏量度，並比較瞭它們在不同物理場景下的敏感性和適用性。我們強調，糾纏是係統整體的屬性，即便分離瞭子係統，其糾纏信息依然存在於量子態中。 第四部分：糾纏在特定多體係統中的應用 在掌握瞭糾纏的量化方法後，本書將這些理論應用於前沿物理研究領域： 1. 一維量子多體係統： 我們深入研究瞭如 XXZ 自鏇鏈模型，使用矩陣積態（Matrix Product States, MPS）和密度矩陣重整化群（DMRG）等數值方法，來精確計算基態的糾纏熵和相變點。這部分內容完全聚焦於數值模擬技術和低維物理的獨特性質。 2. 量子場論中的糾纏： 探討瞭在連續變量係統中，如量子場論中的霍金輻射和黑洞信息悖論中，糾纏扮演的角色。我們討論瞭“信息丟失”的錶象，以及信息如何通過糾纏在視界兩側分布。 3. 拓撲序與長程糾纏： 引入瞭拓撲量子場論（TQFT）的概念，解釋瞭拓撲糾纏與局部激發（Anyons）之間的關係。讀者將瞭解，某些量子態的魯棒性正是源於其內在的非局域長程糾纏結構，這與局域的化學鍵或電子排布無關。 第五部分：量子信息處理中的糾纏 最後，我們探討瞭糾纏作為一種資源在信息科學中的應用。這部分內容主要集中在量子計算和量子通信的理論基礎： 量子比特與量子門操作： 描述瞭量子比特的錶示，以及超越經典極限的量子邏輯門（如 CNOT 門）的物理實現原理（不涉及具體的分子軌道或雜化）。 量子隱形傳態與糾錯碼： 詳細分析瞭 EPR 粒子對（即最大糾纏態）如何作為資源實現量子態的傳輸。同時，介紹瞭糾纏如何被用於構建對環境噪聲免疫的量子糾錯碼，如錶麵碼（Surface Code）的基本邏輯結構。 本書特色： 本書的重點在於“物理機製”和“數學工具”，而非原子價層、分子軌道或晶體結構等宏觀或半經典的化學描述。它是一本麵嚮理論物理的教材，旨在揭示量子糾纏的本質，並將其作為理解復雜量子係統的通用語言。書中包含大量推導和數值示例，力求使讀者能夠獨立分析和模擬多體量子係統的糾纏特性。 適閤讀者： 理論物理、凝聚態物理、量子信息科學專業的學生及科研人員。 ---

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我感到非常“有分量”的書。它不是那種讀完就能立刻放下，然後拋之腦後的讀物，而是會讓你在閤上書本後，依然久久迴味，不斷思考。作者在處理那些復雜理論時，總能巧妙地運用一些圖錶和示意圖，這些視覺化的呈現方式極大地幫助瞭我理解抽象的概念。特彆是書中關於分子軌道理論的部分，作者用非常直觀的方式解釋瞭電子的分布和能量，讓我這個非專業人士也能窺探到其中的奧秘。我發現，很多看似不相關的化學現象，其實都源於微觀結構的細微差異。這本書讓我對“結構決定性質”這一核心概念有瞭切身的體會，並且這種體會貫穿於全書的始終，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書給我帶來瞭前所未有的閱讀體驗。它不像其他教材那樣，隻是羅列事實和公式，而是充滿瞭作者對化學世界的深刻思考和獨特見解。他善於引導讀者進行批判性思維，提齣一些發人深省的問題，鼓勵我們去探索事物背後的邏輯。我尤其喜歡他關於“對稱性”在分子結構中的作用的論述，這不僅是一個化學概念，更是一種普遍存在的自然規律。通過這本書，我仿佛打開瞭一扇新的窗戶，看到瞭一個更加宏大、更加精妙的宇宙。作者的文筆也非常優美，有時讀起來甚至像是散文，充滿瞭詩意和哲理。這種將科學與人文相結閤的寫作風格，讓我對學習的熱情倍增，也讓我開始重新審視自己與物質世界的關係。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是齣乎我的意料，我本來以為會是一本枯燥的理論教材，但它卻用一種非常生動有趣的方式，將那些抽象的化學概念展現在我眼前。書中的插圖和模型非常精美，讓我能夠直觀地理解分子是如何構成的，原子是如何結閤的，以及這些微觀結構如何影響物質的宏觀性質。我尤其喜歡作者在解釋一些復雜原理時，所使用的類比和生活化的例子，它們讓原本晦澀的知識變得易於理解，仿佛一位經驗豐富的老師在耐心指導你。即使我不是化學專業的學生，也能從中感受到結構的魅力。書的編排也很閤理，每一章都循序漸進，難度逐漸增加，但始終保持著一種引人入勝的節奏。我常常會因為一個有趣的發現而沉浸其中，不知不覺就度過瞭一個下午。這絕對是一本值得推薦給所有對化學世界感到好奇的人的書，它不僅僅傳授知識，更點燃瞭探索未知的熱情。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始是被這本書的名字吸引的，覺得“結構化學”聽起來很有深度，想藉此機會拓展一下自己的知識麵。事實證明，我的選擇是正確的。這本書並沒有辜負我的期待，它用一種非常現代、非常吸引人的方式，展現瞭化學結構的奇妙世界。我特彆欣賞作者在介紹不同類型的化學鍵時，所使用的那些生動形象的比喻，比如原子之間的“握手”和“擁抱”，這些比喻讓我瞬間就明白瞭它們之間的區彆和聯係。而且，書中的例子都非常貼近我們的生活，讓我能夠將書本上的知識與現實世界聯係起來，從而更加深刻地理解化學的實際應用。這本書讓我對化學的態度發生瞭根本性的轉變，不再覺得它是一門枯燥的學科，而是充滿瞭無限可能和迷人魅力的領域。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書的過程，就像是在進行一場奇妙的思維探險。作者的敘述方式非常獨特，他似乎總能找到最恰當的詞語來描繪那些肉眼看不見的微觀世界。我特彆欣賞他對細節的把握，每一個描述都經過深思熟慮，力求精準而形象。例如，在探討晶體結構時，他描繪的原子排列就像是精密的積木，每一個都占據著特定的位置，共同構建起宏偉的“分子王國”。這種細膩的筆觸，讓我對事物的本質有瞭更深刻的認識。而且，書中的邏輯鏈條非常清晰，從最基礎的原子概念，到復雜的分子間作用力，再到宏觀物質的性質，作者都處理得遊刃有餘，仿佛在編織一張巨大的知識網，將所有零散的知識點巧妙地串聯起來。我發現，理解瞭這些基本的結構原理，很多之前難以理解的化學現象都能迎刃而解。