本書是高等學校教材《簡明結構化學教程》(第三版)(夏少武編著)的配套教材,對教程的每章基本內容用簡練的語言清楚地表達出來,重點突出,條理清晰;對全部習題進行詳細解答;每章后附有"補充習題解答",它們大部分選自"考研"試題,供讀者自測和練習。編寫此書的目的是幫助學生抓住重點,克服難點,能在較短時間內比較深刻地理解結構化學的基本概念、原理及解題方法。
本書特別適合理工科化學、化工專業及相關專業的師生使用,也可供自學結構化學的科技人員參考。
及時章量子力學基礎知識1
一、本章要點1
二、重要概念1
三、基本內容1
1?量子力學實驗基礎1
2?波粒二象性1
3?不確定關系2
4?量子力學的基本假設2
5?量子力學基本假設的說明5
6?一維無限深勢阱6
四、習題解答7
五、補充習題解答16
第二章原子結構22
一、本章要點22
二、重要概念23
三、基本內容23
1?原子核外電子的運動狀態與能級23
2?基態原子核外電子排布原則28
3?原子的性質28
四、習題解答29
五、補充習題解答34
第三章分子的對稱性42
一、本章要點42
二、重要概念42
三、基本內容42
1?對稱元素與對稱操作42
2?分子點群44
3?分子的對稱性與分子的旋光性、偶極矩45
四、習題解答46
五、補充習題解答48
第四章分子軌道理論53
一、本章要點53
二、重要概念53
三、基本內容53
1?氫分子離子的薛定諤方程及其結果分析53
2?簡單分子軌道理論56
3?雙原子分子的結構和性質58
4?休克爾分子軌道法(HMO)和共軛分子58
5?分子軌道對稱守恒原理61
四、習題解答62
五、補充習題解答68
第五章價鍵理論77
一、本章要點77
二、重要概念77
三、基本內容77
1.海特勒?倫敦處理氫分子的結果77
2?價鍵理論的要點79
3?雜化軌道理論79
4?價電子對互斥理論80
5?價鍵理論與分子軌道理論的比較81
四、習題解答82
五、補充習題解答85
第六章配合物的化學鍵理論89
一、本章要點89
二、重要概念89
三、基本內容90
1?配合物的價鍵理論90
2?晶體場理論90
3?配合物的分子軌道理論初步介紹92
4?對配合物主要化學鍵理論的認識94
5?硼烷與缺電子多中心鍵94
四、習題解答95
五、補充習題解答98
第七章分子的物理性質及次級鍵105
一、本章要點105
二、重要概念105
三、基本內容105
1?分子的電學性質105
2?分子的磁學性質107
3?分子間作用力108
4?次級鍵109
四、習題解答110
五、補充習題解答116
第八章結構分析方法簡介129
一、分子光譜129
1?本節要點129
2?重要概念130
3?基本內容130
二、光電子能譜(PES)136
1?本節要點136
2?重要概念136
3?基本內容136
三、習題解答137
四、補充習題解答144
第九章晶體結構153
一、本章要點153
二、重要概念153
三、基本內容153
1?晶體結構周期性與點陣概念153
2?晶胞中微粒的分數坐標,晶面指標、晶棱指標154
3?晶體的宏觀對稱性155
4?晶體的微觀對稱性156
5? X射線衍射法156
6?固體的能帶理論157
7?等徑圓球密堆積159
8?金屬晶體159
9?離子晶體結構160
10?離子晶體結構的鮑林規則161
11?共價晶體與分子晶體161
12?實際晶體的缺陷161
四、習題解答162
五、補充習題解答166
附錄178
參考文獻180
元素周期表
第二版前言
《簡明結構化學教程(第三版)》于2011年12月由化學工業出版社出版。由于修訂的內容較多,對相應配套的《簡明結構化學學習指導(附習題及解答)》也進行了修訂,作為該"習題解答"的第二版出版。本書修訂內容包括以下兩部分:
(1)因為對《簡明結構化學教程(第三版)》各章的習題重新選訂,有關習題進行了增減,所以相應的"習題解答"的第二版也進行了修改與補充。
(2)對"習題解答"(及時版)中"基本內容"進行了修改與補充。
由于對《簡明結構化學教程(第三版)》中一些章節的內容進行了修訂,要求"習題解答"中"基本內容"部分隨之而改變,且對有的內容做了深入一步的說明,目的是加深讀者對概念、原理的理解。現將主要修改的內容陳述如下:
及時章,對于改變量子力學基本假設內容的原因做了初步說明。
第二章,較深入地介紹了單電子近似及光譜項引入的原因。
第三章,強調了對稱性的重要性,對某些習題進行了修訂。
第四章,對空間波函數平方的物理意義,用氫分子離子沿鍵軸的電子概率密度分布來解釋。
第五章,對價鍵理論與分子軌道理論進行了比較。
第六章,介紹了硼烷與三中心雙電子鍵概念,并配有習題。
第七章,簡述鐵磁性、反鐵磁性與亞鐵磁性,次級鍵等內容,并配有習題。
第八章,增加了光電子能譜一節,并配有習題。
第九章,重新編寫了晶棱指標、固體能帶理論、雜質半導體,增加了習題。
希望新版的《簡明結構化學學習指導(附習題及解答)》有助于讀者對《結構化學》的學習和理解,有助于提高解題能力與分析問題的能力。
感謝化學工業出版社及編輯對本書再版所給予的支持與幫助。
夏樹偉夏少武
2013年2月于青島
及時版前言
本書是高等學校教材《簡明結構化學教程》的配套教材。
《簡明結構化學教程》一書于1995年由化學工業出版社出版,并于2001年發行了第二版。剛出版此書時曾想編寫《習題詳解》,后來也陸續收到讀者來信,希望出版《簡明結構化學學習指導(附習題及解答)》,現已將此書編好,由化學工業出版社出版,以饗讀者。
結構化學是以微觀粒子的運動規律為基礎來研究原子、分子和晶體結構以及結構與性能之間關系的一門基礎科學。對于這門課程的學習,學生普遍認為難學、難懂、難做習題。為了幫助學生抓住重點,克服難點,能在較短時間內比較深刻地理解結構化學的基本概念、基本原理與基本方法,特編此書。
全書共分九章:量子力學基礎知識,原子結構與性質,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,分子的物理性質及弱化學鍵,分子光譜,晶體結構。
本書每章包括以下內容:
1?本章要點、重要概念。目的是讓讀者明確本章的中心內容和主要概念。抓住這些骨干來理解相關的知識,進而關聯成"線"、成"面",有助于記憶。
2?基本內容。將這一章的主要內容用簡練的語言清楚地表達出來,有些基本概念、原理的闡述甚至比原書更明確、更清晰。
3?習題解答。本章習題的詳細解答,注意有效數字和單位換算。
4?補充習題解答。為了更深入學習,理解本章內容,也為了研究生入學考試的需要,又增加了"補充習題解答",包括填空題、選擇題、問答題和計算題四部分。這些內容大部分選自"考研"試題,僅供讀者參考。
為使本書快速出版,教務處和化學院領導對本書的編寫給予了鼓勵和支持,研究生孫雅麗、徐香幫助完成本書的電腦打字工作,在此向他們表示衷心的感謝。
本書編寫時間較倉促,且限于我們的水平,難免有錯誤不當之處,懇請讀者批評指正。
夏樹偉夏少武
2004年于青島