簡明結構化學教程（第二版）

成書過程

《簡明結構化學教程（第二版）》是山東省改革試點課程系列教材之一，由夏少武擔任主編。南開大學趙學莊教授、福州大學陳天明教授、哈爾濱工業大學徐崇泉教授、北京化工大學曹維良教授、西北輕工業學院李臨生教授、廣東工學院黃柳書教授、華東理工大學馬樹人教授等提出了意見，作者根據這些意見對該教材進行了修改和補充。

2005年5月，該教材由化學工業出版社出版。

內容簡介

《簡明結構化學教程（第二版）》共分為九個章節，主要包括量子力學基礎知識、原子結構和性質、分子的對稱性、分子軌道理論、價鍵理論、配合物的化學鍵理論、分子的物理性及弱化學鍵、分子光譜、晶體結構等內容，每章附有基本例題解，並附有習題、習題答案及索引。

教材目錄

第一章量子力學基礎知識1

一、量子力學實驗基礎1

1．光的波粒二象性1

2．實物粒子的波粒二象性2

3．德布羅意波的統計解釋4

二、不確定關係6

三、量子力學的基本假設8

1．態函式9

2．力學量與算符12

3．薛丁格(Schrodinger)方程14

4．態疊加原理16

5．態函式的合格條件16

四、金屬中自由電子的運動18

1．能量21

2．態函式22

五、基本例題解24

習題27

第二章原子的結構和性質29

一、類氫原子體系的薛丁格方程及解29

1．類氫原子體系的薛丁格方程29

2．分離變數法31

3．三個方程的求解與量子數32

4．類氫原子的態函式37

5．原子軌道38

二、角量子數和磁量子數的物理意義40

1．主量子數n40

2．角量子數l40

3．磁量子數m41

三、類氫原子的原子軌道和電子云圖形42

1．概述42

2．原子軌道的徑向部分與電子云徑向部分43

3．原子軌道角度分布與電子云角度分布46

四、多電子原子50

1．氦原子的薛丁格方程51

2．中心力場模型52

3．N電子原子的薛丁格方程54

4．禁止效應和鑽穿效應55

五、電子的自旋58

1．施登蓋拉赫（Stern Gerlach）實驗58

2．電子自旋假設59

六、基態原子核外電子排布的原則61

1．保里（Pauli）原理61

2．能量最低原理64

3．洪特(Hund)規則65

七、原子光譜項66

1．原子狀態66

2．原子光譜項69

八、原子的電負性70

1．電負性的表示71

2．電負性與物質的性質73

九、基本例題解75

習題79

第三章分子的對稱性81

一、對稱操作與對稱元素81

1．對稱軸和旋轉操作82

2．對稱面和反映操作84

3．對稱中心和反演操作85

4．旋映軸和旋轉反映操作86

二、分子點群87

1．群的數學定義87

2．分子點群88

3．群的乘法表90

4．分子點群的分類90

5．分子點群的確定95

三、分子的對稱性和分子的物理性質97

1．分子的偶極矩97

2．分子的旋光性98

四、基本例題解100

習題102

第四章分子軌道理論104

一、氫分子離子105

1．氫分子離子的薛丁格方程105

2．線性變分原理106

3．用線性變分法求解H+2的薛丁格方程107

4．變分法處理H+2所得主要結果的分析110

二、分子軌道理論115

1．簡單分子軌道理論的要點116

2．套用實例119

三、分子軌道的類型、符號和能級順序122

1．類型和符號122

2．能級順序123

四、雙原子分子的結構和性質125

1．同核雙原子分子125

2．異核雙原子分子129

五、休克爾分子軌道理論和共軛分子132

1．休克爾分子軌道法132

2．離域π鍵形成條件和類型143

3．離域效應145

4．超共軛效應147

六、分子軌道對稱守恆原理147

1．前線分子軌道理論147

2．分子軌道對稱守恆原理151

七、基本例題解155

習題159

第五章價鍵理論161

一、海特勒倫敦處理氫分子的結果161

1．處理結果161

2．氫分子的完全態函式164

二、價鍵理論的要點及對簡單分子的套用165

1．價鍵理論的要點166

2．價鍵理論對簡單分子的套用166

三、雜化軌道理論167

1．雜化軌道理論要點168

2．等性雜化軌道的主要類型171

3．sp不等性雜化174

四、價電子對互斥理論（VSEPR）175

1．VSEPR判斷分子幾何構型的規則176

2．套用VSEPR分析實例176

五、基本例題解178

習題182

第六章配合物的化學鍵理論183

一、概述183

二、配合物的價鍵理論184

三、晶體場理論185

1．中心離子d軌道能級的分裂186

2．配合物的紫外可見光譜190

3．中心離子d電子的排布——高自旋態和低自旋態191

4．晶體場穩定化能193

5．姜泰勒（John Teller）效應194

四、配合物的分子軌道理論初步介紹195

1．σ鍵196

2．π鍵200

3．σ π配鍵202

五、過渡金屬配合物的荷移光譜205

六、基本例題解206

習題207

第七章分子的物理性質及弱化學鍵209

一、分子的電學性質209

1．偶極矩209

2．分子的極化作用210

3．極化率與介電常數的關係213

4．極化作用與頻率的關係217

5．偶極矩的套用219

二、分子的磁學性質221

1．磁化率221

2．分子磁矩223

3．摩爾順磁磁化率與磁矩的關係224

三、分子間作用力225

1．范德華力的本質226

2．蘭納瓊斯（Lennard Jones）勢229

3．分子間作用力對物質物理性質的影響231

4．原子和基團的范德華半徑與分子的大小和形狀232

四、弱化學鍵作用235

1．氫鍵235

2．分子間配鍵240

五、基本例題解241

習題243

第八章分子光譜245

一、分子光譜簡介245

二、吸收光譜的幾種表示法249

1．光的吸收基本定律——朗伯比爾(Lambert Beer)定律249

2．吸收光譜的幾種表示法251

三、雙原子分子轉動光譜253

1．剛性轉子模型253

2．轉動躍遷選律255

四、雙原子分子的振動光譜257

1．諧振子模型257

2．振動躍遷選律259

3．雙原子分子勢能曲線261

4．非諧振子模型262

五、雙原子分子的振動轉動光譜264

六、多原子分子的振動光譜268

1．多原子分子的簡正模式268

2．特徵譜帶區和指紋區272

3．紅外光譜的套用274

七、拉曼光譜簡介276

1．拉曼光譜原理276

2．拉曼光譜儀278

3．拉曼光譜的特點278

八、紫外可見光譜及其套用279

1．概述279

2．電子躍遷的類型281

3．發色團和助色團282

4．套用283

九、基本例題解286

習題290

第九章晶體結構293

一、晶體結構的周期性和點陣概念293

1．直線點陣295

2．平麵點陣295

3．空間點陣296

二、十四種空間點陣型式297

1．布拉維（Brarisa）法則297

2．十四種空間點陣型式297

三、空間點陣與晶體299

四、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標300

1．微粒的分數坐標301

2．晶棱指標302

3．晶面指標（hkl）302

五、晶體的巨觀對稱性303

1．晶體的巨觀對稱元素與對稱操作304

2．晶體的32種巨觀對稱類型307

3．七個晶系308

六、晶體學點群310

七、晶體的微觀對稱性312

八、X射線衍射法312

1．衍射原理313

2．布拉格方程式313

3．粉末法315

九、金屬鍵和金屬的一般性質319

1．固體的能帶理論319

2．半導體的能帶結構323

3．費米能級325

十、金屬的晶體結構和原子半徑326

1．等徑圓球的堆積326

2．金屬原子半徑328

十一、離子晶體和點陣能計算330

1．離子晶體的最簡單結構形式331

2．點陣能的計算332

十二、離子半徑337

1．離子半徑的引出337

2．離子半徑的變化趨勢339

十三、離子晶體結構的鮑林(Pauling)規則與典型的離子晶體339

1．鮑林規則339

2．介紹幾種離子晶體342

十四、共價晶體與分子晶體346

1．共價晶體346

2．分子晶體347

十五、實際晶體的缺陷348

1．實際晶體與理想晶體348

2．實際晶體的缺陷348

3．單晶體、多晶體、微晶體352

十六、基本例題解352

習題354

附錄1357

附錄2習題答案360

習題答案366

附錄3索引366

參考文獻372

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

《簡明結構化學教程（第二版）》有配套教材——《簡明結構化學學習指導（附習題及解答）》。

書名	ISNB	出版社	出版時間	作者
《簡明結構化學學習指導（附習題及解答）》	9787502557850	化學工業出版社	2004年10月	夏樹偉、夏少武

教材特色

《簡明結構化學教程（第二版）》在基本概念、原理的介紹上反映當代（截至2005年）水平。該教材是對第一版的內容進行了修改與補充，增加了分子對稱性一章，重寫了配合物分子軌道理論初步介紹與金屬鍵和金屬的一般性質兩節。增加了習題答案和索引，改正了原書的印刷錯誤。

該教材在內容的選材上突出了實用性。選擇了化學鍵理論、分子光譜、晶體化學等為主要內容。考慮到物質的物理性質在工程中套用較多，還編寫了分子的物理性質及弱化學鍵一章。其他章節的介紹都是為以上內容服務的。

獲得榮譽

該教材於2001年獲得山東省教學成果獎。

作者簡介

夏少武：青島科技大學化學與分子工程學院教師，主要從事化學方面的研究。