量子化學(xué)簡明教程

內(nèi)容概要

本書的出版旨在為應(yīng)用化學(xué)、化工等非理論化學(xué)專業(yè)的研究生提供一本簡明、實(shí)用的量子化學(xué)教材。全書共分12章，包括量子力學(xué)基礎(chǔ)、簡單應(yīng)用、原子結(jié)構(gòu)、近似方法、分子結(jié)構(gòu)、群論基礎(chǔ)、群論應(yīng)用、分子光譜、電子相關(guān)、價鍵理論、密度泛函理論以及量子化學(xué)計(jì)算簡介。書中附有必要的習(xí)題和習(xí)題選答及對稱群的特征標(biāo)表。    本書可供應(yīng)用化學(xué)、化工、材料化學(xué)、生物化學(xué)等專業(yè)的研究生及其他相關(guān)人員使用。

書籍目錄

第1章 量子力學(xué)基礎(chǔ)　1.1 量子力學(xué)的建立　　1.1.1 三個重要實(shí)驗(yàn)　　1.1.2 德布羅意物質(zhì)波　　1.1.3 Schr?dinger方程和Heisenberg矩陣力學(xué)　　1.1.4 “測不準(zhǔn)”關(guān)系　1.2 量子力學(xué)的基本假設(shè)　　1.2.1 假設(shè)Ⅰ——狀態(tài)波函數(shù)和概率　　1.2.2 假設(shè)Ⅱ——力學(xué)量與線性自共軛（Hermite）算符　　1.2.3 假設(shè)Ⅲ——Schr?dinger方程　　1.2.4 假設(shè)Ⅳ——態(tài)疊加原理　　1.2.5 假設(shè)Ⅴ——Pauli不相容原理　1.3 量子力學(xué)的一些基本概念　　1.3.1 全同粒子　　1.3.2 宇稱　　1.3.3 Dirac符號　　1.3.4 Schr?dinger表象與Heisenberg表象　習(xí)題　參考資料第2章 簡單應(yīng)用　2.1 勢箱中的自由粒子　　2.1.1 一維勢箱　　2.1.2 三維勢箱　　2.1.3 應(yīng)用　2.2 諧振子　　2.2.1 一維諧振子　　2.2.2 Hermite多項(xiàng)式的性質(zhì)　　2.2.3 應(yīng)用(雙原子分子振動）　2.3 角動量與自旋　　2.3.1 軌道角動量　　2.3.2 升降算符　　2.3.3 自旋算符　2.4 隧道效應(yīng)及其應(yīng)用　　2.4.1 隧道效應(yīng)　　2.4.2 應(yīng)用　習(xí)題　參考資料第3章 原子結(jié)構(gòu)　3.1 類氫離子的Schrodinger方程　　3.1.1 類氫離子的Schrodinger方程　　3.1.2 變數(shù)分離　　3.1.3 Φ方程的解　　3.1.4 Θ方程的解　　3.1.5 R方程的解　　3.1.6 量子數(shù)的取值　3.2 類氫離子波函數(shù)　　3.2.1 主量子數(shù)n與能級　　3.2.2 量子數(shù)ｌ，ｍ的物理意義　　3.2.3 徑向部分函數(shù)　　3.2.4 角度分布函數(shù)　　3.2.5 原子軌道圖　3.3 He原子波函數(shù)和Slater行列式　　3.3.1 He原子波函數(shù)　　3.3.2 Slater行列式　3.4 原子角動量與光譜項(xiàng)　　3.4.1 角動量偶合　　3.4.2 原子光譜項(xiàng)　　3.4.3 組態(tài)的能級分裂　3.5 譜項(xiàng)波函數(shù)與能量　　3.5.1 譜項(xiàng)波函數(shù)　　3.5.2 譜項(xiàng)能量　3.6 磁相互作用　　3.6.1 旋軌偶合能　　3.6.2 磁場中能級分裂　　3.6.3 Zeeman效應(yīng)　習(xí)題　參考資料第4章 近似方法　4.1 非簡并微擾理論　　4.1.1 非簡并微擾理論概述　　4.1.2 Brillouin?Wigner微擾展開　　4.1.3 M ller?Plesset微擾能　4.2 微擾理論的應(yīng)用　　4.2.1 非諧振子　　4.2.2 基態(tài)氦原子　4.3 簡并態(tài)微擾理論　　4.3.1 簡并態(tài)微擾理論概述　　4.3.2 氫原子的斯塔克效應(yīng)　4.4 變分法　　4.4.1 變分法概述　　4.4.2 氦原子的變分處理　　4.4.3 線性變分法　　4.4.4 Li原子的變分處理8　4.5 Hartree?Fock自洽場方法　　4.5.1 自洽場方法　　4.5.2 Hellmann?Feynman定理　　4.5.3 維理定理　習(xí)題　參考資料第5章 分子結(jié)構(gòu)……第6章 群論基礎(chǔ)第7章 群論應(yīng)用第8章 分子光譜第9章 電子相關(guān)第10 章價鍵理論方法第11 章密度泛函理論第12 章量子化學(xué)計(jì)算簡介附錄一 習(xí)題選答附錄二 單位、物理常數(shù)和換算因子附錄三 化學(xué)上重要對稱群的特征標(biāo)表

媒體關(guān)注與評論

　　前言　　量子化學(xué)是用量子力學(xué)原理研究原子、分子和固體的電子結(jié)構(gòu)，研究分子間相互作用、化學(xué)反應(yīng)等理論的學(xué)科，量子化學(xué)理論已廣泛地應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)及生物化學(xué)、材料化學(xué)等相關(guān)學(xué)科，成為實(shí)驗(yàn)學(xué)科的有力助手?！　×孔踊瘜W(xué)課程是化學(xué)、化工、材料化學(xué)及生物化學(xué)等專業(yè)研究生必修的一門學(xué)位課，該課程一貫以理論嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容深奧、學(xué)習(xí)艱難而著稱，使許多初學(xué)者束手無策。而艱難地學(xué)習(xí)了量子化學(xué)理論后又深感困惑，不知如何將這些理論應(yīng)用于化學(xué)實(shí)際。近年研究生招收一再擴(kuò)大，授課學(xué)時不斷壓縮，使這一情況更為加劇?！　榱耸箲?yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程等非理論化學(xué)專業(yè)的研究生能在較短時間內(nèi)掌握量子化學(xué)原理，特編寫了這本簡明教程。教材定位在讀者只要具備大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識、熟悉微積分就能讀懂。教材編寫盡量深入淺出，1～6章描述量子化學(xué)基本原理時，都備有一定的應(yīng)用例子。7、8章則是量子化學(xué)原理在無機(jī)化學(xué)(配位場)、有機(jī)化學(xué)(反應(yīng)對稱守恒)、分析化學(xué)(分子光譜)等方面應(yīng)用的范例。若授課學(xué)時為60學(xué)時，一般可講授1～8章；若有90學(xué)時，可進(jìn)一步介紹電子相關(guān)，價鍵理論，密度泛函及量子化學(xué)計(jì)算(9～12章)。書中附有必要的習(xí)題，在學(xué)習(xí)過程中，通過習(xí)題可進(jìn)一步加深對內(nèi)容的理解。由于篇幅限制，有些定理的嚴(yán)格證明予以省略，使數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性也有所犧牲，希望不影響對定理的正確理解。為了適應(yīng)不同學(xué)生的需求，在每章后面附有進(jìn)一步閱讀材料和參考文獻(xiàn)，供有余力的學(xué)生進(jìn)一步提高?！　∮捎诠P者水平有限，且編寫時間倉促，難免有疏漏或不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正?！　”緯鴮懗蓵r，恰逢徐光憲先生從教60周年慶典。筆者正是學(xué)習(xí)徐先生的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》、《量子化學(xué)》教材，在徐先生關(guān)懷下成長起來的眾多學(xué)者之一。在此謹(jǐn)以此書向徐先生表示崇高的敬意和熱烈的祝賀。

編輯推薦

　　本書的出版旨在為應(yīng)用化學(xué)、化工等非理論化學(xué)專業(yè)的研究生提供一本簡明、實(shí)用的量子化學(xué)教材。

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