本书由兰州大学教材建设基金资助，是国家精品课程配套教材之一。全书共 7章，涵盖结构化学基本内容，介绍了量子和波粒二象性概念；完整求解薛定谔方程中的 R、.、.方程得到原子轨道和能量量子化的本征解；求解氢分子离子推出分子轨道理论，并用其处理不同类型分子的能级结构和空间结构问题；介绍了分子对称性及其判断方法和应用；讲解各类原子、分子光谱及核磁共振谱的产生和分析原理；讲解了晶体的结构特性及其键型变异规律，晶体的 X射线衍射和应用等。本书讲解深入浅出，数理模型清晰，强调对概念的理解，举例翔实，理论和实践互相印证，有一定的特色。
样章试读
目录
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第二版前言第一版
前言
第1章 量子力学基础 1
1.1经典物理学的局限及对策 1
1.1.1黑体辐射与量子概念 2
1.1.2光电效应与光的波粒二象性 3
1.1.3氢原子光谱与玻尔模型 4
1.1.4实物微粒的波粒二象性 7
1.1.5不确定性原理 9
1.2量子力学基本假设 10
1.2.1假设一 状态与波函数 10
1.2.2假设二 力学量与算符 11
1.2.3假设三 薛定谔方程 14
1.2.4假设四 态叠加原理 14
1.2.5假设五 泡利不相容原理 15
1.3箱中粒子的薛定谔方程 16
1.3.1一维势箱与零点能 16
1.3.2三维势箱中的粒子 19
1.4宇称和量子隧穿 20
1.4.1宇称守恒与不守恒 20
1.4.2量子隧穿 21
习题 23
第2章 原子结构 25
2.1单电子体系的薛定谔方程 25
2.1.1 玻恩 -奥本海默近似 25
2.1.2坐标变换与变量分离 26
2.1.3 方程的解 29
2.1.4方程的解 31
2.1.5 R 方程的解 34
2.1.6本征态和波函数 38
2.1.7 Y方程的解与电子的角动量 40
2.1.8原子轨道的图像 46
2.1.9电子云与径向分布函数 47
2.2多电子原子的薛定谔方程 49
2.2.1单电子近似 49
2.2.2中心力场模型 50
2.2.3屏蔽模型 50
2.2.4哈特里-福克自洽场方法 51
2.2.5赫尔曼-费曼定理与位力定理 52
2.3电子自旋 53
2.3.1自旋波函数、空间波函数和全波函数 53
2.3.2全同粒子和斯莱特行列式 53
2.3.3电子自旋与物质的磁性 55
2.3.4顺磁性物质的磁性 57
2.4微扰法及应用 58
2.4.1微扰法 58
2.4.2相对论效应 60
2.4.3氦原子结构 61
2.5原子光谱与原子光谱项 62
2.5.1原子光谱精细结构 63
2.5.2原子中电子的组态和状态 63
2.5.3原子光谱项与能级 63
2.5.4单电子原子光谱项 64
2.5.5多电子原子光谱项 66
2.5.6塞曼效应 70
2.6电子能谱 72
2.6.1 X射线的产生 72
2.6.2 X射线光电子能谱 73
2.6.3能谱与光谱项的关系 74
2.6.4化学位移与价态的关系 75
2.6.5俄歇电子能谱 76
2.6.6同步辐射 X射线吸收精细结构谱 76
2.7元素的周期性与原子的电负性 79
2.7.1元素周期表 79
2.7.2原子轨道能级 79
2.7.3原子的电负性 80
2.7.4原子电负性的光谱定义 80
习题 81
第3章 分子结构 82
3.1 的薛定谔方程及其解 82
3.1.1 H2的薛定谔方程 82
3.1.2变分原理与线性变分法 83
3.1.3线性变分法求解 H2的薛定谔方程 84
3.1.4成键、反键轨道与共价键的本质 87
3.1.5 H2的薛定谔方程及其解 89
3.2分子轨道理论 91
3.2.1分子中的单电子波函数 91
3.2.2原子轨道线性组合为分子轨道 MO-LCAO 92
3.2.3成键三原则 93
3.2.4分子轨道理论与价键理论比较 95
3.3双原子分子结构 97
3.3.1同核双原子分子 97
3.3.2异核双原子分子 101
3.4饱和分子结构 104
3.4.1杂化轨道理论 104
3.4.2离域分子轨道与离域键 118
3.4.3定域分子轨道与定域键 121
3.4.4定域和离域分子轨道的关系 122
3.5共轭分子结构 123
3.5.1丁二烯的电子薛定谔方程 123
3.5.2休克尔分子轨道法求解 124
3.5.3电荷密度、键级、自由价和分子图 128
3.5.4其他离域键 129
3.5.5共轭分子与光催化 131
3.6缺电子分子的结构 134
3.6.1三中心两电子键与硼烷分子结构 135
3.6.2其他缺电子分子 137
3.6.3缺电子化合物与路易斯酸 138
3.7配位化合物结构 139
3.7.1定域分子轨道方法 140
3.7.2分子轨道方法 142
3.7.3配位场方法 145
3.8超分子结构 149
3.8.1超分子的识别作用 149
3.8.2超分子的自组装 150
3.8.3分子机器的构建 154
3.8.4聚集诱导发光 154
3.9电子结构 156习题 157
第4章分子的对称性 158
4.1对称图形、对称操作与对称元素 159
4.1.1旋转与旋转轴 159
4.1.2反映与对称面 160
4.1.3反演与对称中心 160
4.1.4旋转反演与反轴 160
4.1.5旋转反映与映轴 161
4.1.6对称元素组合规则 162
4.2分子点群 163
4.2.1群论的概念 163
4.2.2对称操作的矩阵表示 163
4.2.3分子点群的分类 165
4.2.4分子所属点群的判断 171
4.3群的表示 172
4.3.1对称操作的矩阵表示 172
4.3.2可约表示与不可约表示 173
4.3.3群表示的定理 174
4.3.4群的特征标表 176
4.3.5群表示的应用 177
4.4分子对称性和性质的关系 181
4.4.1分子对称性和偶极性 181
4.4.2分子对称性和旋光性 182
4.5分子轨道对称性与反应机理 183
4.5.1前线分子轨道理论 184
4.5.2分子轨道对称守恒原理 186
习题 188
第5章 分子结构分析原理 189
5.1分子中的量子化能级 189
5.2分子光谱 190
5.2.1转动光谱 190
5.2.2振动光谱 194
5.2.3 振动 -转动光谱 198
5.2.4红外光谱 200
5.2.5拉曼光谱 203
5.2.6 紫外 -可见吸收光谱 207
5.2.7配位化合物的电子光谱 208
5.2.8荧光和磷光发射光谱 213
5.3紫外光电子能谱 215
5.3.1电子能谱原理 215
5.3.2富兰克-康顿原理 216
5.3.3成键与反键的区别 217
5.4磁共振谱 220
5.4.1原子核自旋 223
5.4.2核磁塞曼效应 225
5.4.3核磁共振谱 225
5.4.4核磁共振去耦合技术 228
5.4.5分子的结构重排 229
5.4.6 14N和 15N核磁共振谱 230
5.5电子顺磁共振谱 232
5.5.1电子顺磁塞曼效应 232
5.5.2电子顺磁共振谱的精细结构 233
5.5.3电子顺磁共振谱的超精细结构 233
5.5.4半导体中的顺磁共振谱 236
习题 237
第6章 晶体结构 239
6.1晶体的结构特征与性质 239
6.2晶体与点阵 240
6.2.1点阵的概念 240
6.2.2平移群 243
6.2.3晶胞与分数坐标 243
6.2.4晶面与晶面指标 244
6.3晶体的对称性 246
6.3.1宏观对称性 246
6.3.2微观对称性 247
6.4晶体的分类 248
6.4.1晶体的化学键分类 248
6.4.2晶体的晶胞参数分类 249
6.4.3晶体的点阵格子分类 250
6.4.4晶体的点群分类 251
6.4.5晶体的空间群分类 253
6.4.6准晶体 256
6.5金属晶体和能带理论 257
6.5.1等径圆球密堆积模型 257
6.5.2堆积型式与原子半径 258
6.5.3金属晶体实例 260
6.5.4合金结构 263
6.5.5自由电子模型 265
6.5.6能带理论 266
6.6离子晶体 268
6.6.1不等径圆球堆积与离子半径 268
6.6.2典型离子晶体的结构 269
6.7共价晶体 274
6.7.1金刚石晶体结构 274
6.7.2立方氮化硼 275
6.7.3氧化锆晶体结构 275
6.7.4硫化锌晶体结构 276
6.7.5石英晶体结构 276
6.7.6白硅石 277
6.7.7分子筛结构 278
6.8分子晶体 279
6.8.1单原子分子晶体结构 279
6.8.2干冰的晶体结构 279
6.8.3 C60的结构 279
6.8.4冰的结构 280
6.9混合键型晶体 280
6.9.1石墨晶体结构 280
6.9.2 CdI2晶体结构 281
6.9.3六方氮化硼 281
6.10半导体晶体 282
6.10.1电子在半导体中的运动方程 283
6.10.2杂质半导体 286
6.11戈尔德施米特结晶化学定律 286
6.11.1范德华力与原子的范德华半径 286
6.11.2离子键与晶格能 288
6.11.3 玻恩 -哈伯循环 289
6.11.4离子的极化性能与键型变异规律 290
6.11.5戈尔德施米特结晶化学规律 291
习题 291
第7章 晶体结构分析原理 293
7.1 X射线在晶体中的衍射 293
7.1.1劳厄方程 293
7.1.2布拉格方程 294
7.2倒易点阵与反射球 295
7.2.1倒易点阵 295
7.2.2埃瓦尔德反射球 297
7.3衍射强度与系统消光 298
7.3.1晶体的衍射强度 298
7.3.2点阵的系统消光 299
7.4照相法 301
7.4.1劳厄照相法 301
7.4.2旋转照相法 301
7.4.3粉末照相法 303
7.5衍射仪法 304
7.5.1粉末衍射仪法 304
7.5.2单晶衍射仪法 306
7.6物相分析方法 307
7.7 X射线荧光光谱 310
7.7.1 X射线荧光的产生 310
7.7.2X射线荧光检测和分析方法 310
习题 313
参考文献 314
附录 315
附录一物理常数表 (2018年 CODATA) 315
附录二元素周期表 316
附录三常见分子点群的特征标表 317
附录四常用数学公式 327
关键词索引 328
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