出版社:高等教育
出版日期:2004-7
ISBN:9787040144482
作者:刘靖疆
页数:498页
作者简介
《基础量子化学与应用》是南开大学近代化学教学系列丛书之一，在介绍量子化学基本原理的同时也介绍其在化学中的应用。《基础量子化学与应用》共13章，分二三个部分，第1～5章为基本原理及定性部分；第6～10章为定量部分；第11～13章为专题。在化学键理论中讨论了共价键、配价键、金属键的多种模型，对获Nobel奖的“前线轨道理论、量子化学计算方法中的从头计算法和密度泛函法”作了重点介绍，同时也介绍了IR、uV、NMR、EsR等光谱的基础。书中安排了应用Gaussian程序的上机计算内容，还讨论了化学反应速率、固体量子化学及分子工程学中量子化学的作用。
《基础量子化学与应用》可作为高等学校化学、化工专业本科高年级学生及非物理化学研究生的教材，也可作为相关々业学生及技术人员的参考书。
书籍目录
第一章 量子力学基础一、基本假设1.假设I——状态函数和概率2.假设Ⅱ——力学量与线性Hermite算符3.假设Ⅲ——本征态和本征值4.假设Ⅳ——平均值5.假设V——态随时间变化的Schrodinger方程6.示例二、算符1.算符的相等2.算符的加法和乘法3.算符的对易4.线性算符5.算符的本征值与本征函数6.Hermite算符三、力学量同时具有确定值的条件四、不确定性原理五、Pauli原理六、Hellmann-Feyman定理七、维里定理八、简单体系的精确解1.一维空间的自由粒子2.一维方势阱3.一维谐振子4.粒子在有心力场中的运动5.双原子分子的转动6.小结九、Dirac符号1.内积2.共轭线性算子3.单位算子4.矩阵元5.态及矩阵元的时间变率第二章 变分法与Hiickel分子轨道法一、变分法1.原理2.氦原子基态二、线性变分法三、HMO的基本原理1.假定2.举例3.杂原子的引入四、具有重复单元分子的HMO——差分方程法1.多烯烃2.环多烯烃3.环烯烃的芳香性五、体系的处理1.LCB0近似2.LCA0方法第三章 定态微扰法与微扰分子轨道法一、定态微扰理论1.无简并情况下的一级微扰2.无简并情况下的二级微扰3.简并情况下的微扰4.类氦离子的基态5.氢原子的Stark效应二、PMO法1.库仑积分β的改变对分子轨道的影响2.共振积分β的改变对分子轨道的影响三、PMO关于芳香性的讨论四、广义微扰理论1.分子间的一级微扰2.分子间的二级微扰3.广义微扰理论第四章 化学键理论一、化学键二、共价键理论1．共价键的两种模型2．价键理论3．分子轨道和定域化σ键4．共价的新定义与nxcπ格式5．价键理论与分子轨道理论在全组态意义下的统三、配价键理论1．晶体场理论2．分子轨道理论3．应用示例：对称禁阻反应的解禁四、金属键理论1．自由电子理论2．价键理论五、分子力学1．分子力场2．分子间作用力场3．近期开发出的力场第五章 前线轨道理论一、前线轨道理论概述1．原始的前线轨道理论2．前线轨道的相互作用3．应用示例二、游离基反应的前线轨道理论1．亲核和亲电游离基2．氢和卤原子的夺取3．向双键的加成反应三、光化学反应的前线轨道理论1．光化学反应的前线轨道相互作用2．光化芳香取代反应3．烯烃的二聚4．胸腺嘧啶的光致二聚四、微扰理论结果1．估算反应性的前线轨道方程2．离子反应3．双烯加成的定向选择性五、FMo的应用范围六、相互作用前线轨道第六章 群论简介一、群论基础1．定义2．乘法表3．基在群元素作用下的变换二，群表示理论与特征标1．群的矩阵表示2．不可约表示与可约表示3．特征标三、对称匹配函数1．波函数作为不可约表示的基2．投影算符3．对称匹配函数的构造四、久期行列式的简化1．积分值的判断2．久期行列式的简化五、关于群的补充知识1．群元素的类2．子群3．广义正交定理4．有关不可约表示的几个规则5．直积表示六、晶体场中中心原子的能级分裂1．原子轨道构成三维旋转群不可约表示基2．晶体场中的能级分裂七、分子振动1．简正坐标2．分子振动可约表示特征标；（R）的计算及分析3．对称坐标的生成4．利用简并度判断结构对称性八、位置群与商群l_位置群分析2．商群分析九、置换群1．置换与置换群2．轮换和对换3．共轭类与分割4．Young表5．基函数附录化学上重要对称群的特征标表第七章 角动量一、角动量一般理论1．轨道角动量算符2．轨道角动量的对易关系二、原子的中心场近似三、自旋角动量1．实验基础2．自旋算符和自旋波函数3．自旋多重态4．自旋算符与波函数的矩阵表示四、角动量耦合五、自旋一轨道相互作用六、自由的复杂原子1．组态及谱项2．波函数3．电子相互作用七、配体场中的离子1．弱场情况2．强场情况八、核自旋耦合与NMR1．两个自旋1/2等同核的体系2．两个自旋1/2非等同核的体系九、核与电子自旋耦合及ESR1．超精细分裂2．有机π自由基的ESR第八章 量子化学计算方法一、原子轨道线性组合的分子轨道法1．Hartree-Fock-Roothaan方程2．从头计算法3．模型势方法4．经验与半经验方法二、密度泛函理论1．泛函与变分知识准备2．Thomas-Fermi模型3．Hohenberg-Kohn引理4．：Hohenberg-Kohn定理5．Kohn-Sham方案6．广义梯度近似7．离散变分的密度泛函理论8．应用示例三、Xa方法1．方法概要2．应用示例四、电子相关性1．组态相互作用法2．Mller-Plesset微扰法3．密度函数方法五、大分子体系的量子化学计算方法进展1．定域分子轨道法2．线性标度半经验量子化学方法上机实习1．标准几何模型2．计算题第九章 含时微扰与光谱跃迁一、含时微扰二、Einstein吸收和发射系数三、跃迁矩四、氢原子的选择定则五、简谐振子的选择定则六、多原子分子的电子光谱1．Fran：k-Condon原理2．多原子分子电子光谱概况3．电荷转移跃迁七、跃迁概率的群论讨论1．原则表述2．电子光谱3．振动光谱八、旋光性与圆二色性谱第十章 量子统计力学概述一、三种统计系综二、三种统计法1．Bose-Einstein统计法2．Fermi-Dirac统计法3．Maxwell-Boltzmann统计法4．理想气体的：Boltzmann统计三、应用示例1．橡胶的高弹性2．金属中自由电子对热容的贡献3．光的黑体辐射4．固体热容5．超导电性与超流动性第十一章 化学反应速率一、过渡状态理论1．基本假定2．Eyring公式3．几点讨论和发展二、势能面1．若干实例2．几个基本概念3．溶剂效应三、内禀反应坐标四、微观反应机理的实验结果1．红外化学发光法2．激光诱导荧光法3．交叉分子束五、分子的碰撞截面1．反应碰撞截面2．势能线膺相交与鱼叉机理3．反应截面与速率常数六、反应散射的量子理论1．散射矩阵2．Lippmann-Schwinger方程3．Born近似4．重叠法第十二章 固体量子化学一、空间群二、倒易晶格1．晶格周期性2．倒易晶格具有晶格同样的点群3．Brillouin区三、Bloch函数1．Bmrn-vonKarmann循环边界条件2．平移对称性3．Bloch函数四、时间反演与Kramers简并五、能带结构与态密度l_能带结构2．态密度六、固体量子化学计算方法1．晶体轨道法2．分子簇法1．简正坐标表示的经典Htamilton2．Hamilton算符的二次量子化表示3．粒子数表象八、电子一声子相互作用与电阻九、离子晶体的铁磁性十、低维固体及其电性质1．Peierls不稳定性2．孤子十一、高温超导体1．AxC602．氧化物超导体第十三章 量子化学与分子力学在分子设计及分子工程学中的应用一、药物设计1．间接药物设计2．直接药物设计3．成功例证二、非线性光学材料1．无机倍频晶体2．有机非线性光学材料三、超硬材料的设计与合成四、高能密度材料的理论探索1．氮原子簇2．（CH）8-nNn型化合物3．环五甲撑五硝胺4．多异氰基立方烷五、缓蚀剂1．缓蚀机理探讨2．新缓蚀剂的设计与合成六、麝香香气的分子结构基础1．麝香香气化合物的结构类型2．麝香香气产生的分子作用模型3．硝基麝香的作用模型七、电致发光材料附录1．基本常数及换算因子2．Gaussian98程序使用简介
前言
自1997年，南开大学化学学院开始进行面向21世纪的化学教育改革试点，首先参考了国内外高校的先进化学教育方案，设计了一套创新的教学计划和课程体系，优化的化学课程设置体例如下。 大学本科一年级第一门启蒙课程“化学概论”，即国际高校通行的General Chemistry，过去此课程名称错译为“普通化学”，在当前改革大潮之际，应及时加以纠正。经征求教育部高教司的同意，正式定名为“化学概论”。这门课程的教学目的是：以概论的形式向学生讲授化学学科的科学属性，它在科学体系中的地位及其与其他相关学科的关系，它在人类社会中对人类生活与生产的作用与意义；本学科的发展历程和它在当代的发展形势，特别是它的分支学科与边缘交叉学科在进入新世纪的发展趋势，它对支持人类社会可持续发展中的重要作用；本学科的教学计划和培养目标，对学生的要求等等。本课程是一门学科概貌的引论课，是高中化学与大学化学沟通的桥梁课，既是通才教育课，又是素质教育课，同时也是本门学科基础知识讲授课，教书育人，多种任务并举。采用的主教材是申泮文主编的《近代化学导论》（高等教育出版社，2002）。
内容概要
刘靖疆，1934年生于天津。1955年毕业于北京大学化学系。长期以来从事结构化学和应用量子化学方面的教学和科研工作。为全国科学大会集体奖技术骨干；还曾获得部级科技二等奖，译著各一部，论文五十余篇。现为南开大学教授。