Relativistic Effects in Chemistry, Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Krishnan Balasubramanian

出品人:

页数:527

译者:

出版时间:1997-05-23

价格:USD 180.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471179917

丛书系列:

图书标签:

相对论效应
化学
量子化学
分子物理
重原子效应
光谱学
电子结构
计算化学
化学键
过渡金属化学

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具体描述

E = mc2 and the Periodic Table . . .

RELATIVISTIC EFFECTS IN CHEMISTRY

This century's most famous equation, Einstein's special theory of relativity, transformed our comprehension of the nature of time and matter. Today, making use of the theory in a relativistic analysis of heavy molecules, that is, computing the properties and nature of electrons, is the work of chemists intent on exploring the mysteries of minute particles.

The first work of its kind, Relativistic Effects in Chemistry details the computational and analytical methods used in studying the relativistic effects in chemical bonding as well as the spectroscopic properties of molecules containing very heavy atoms. The second of two independent volumes, Part B: Applications contains specific experimental and theoretical results on the electronic states of molecules containing very heavy atoms as well as their spectroscopic properties and electronic structures. The first one-volume catalog of comprehensive computational results, Part B details:

* the relativistic effects on the electronic structure of transition metal clusters, such as the Cu, Ag, and Au triad

* the electronic structure of open-shell transition metal clusters such as Rh3 and Ir3

* the electronic and spectroscopic properties of heteronuclear diatomics of main group p-block elements from Ga to Po, especially the diatomic hydrides, halides, and chalconides

* the clusters of the very heavy main group p-block elements from Ga to Po

* the relativistic effects on molecules containing lanthanide and actinide atoms, including metals inside fullerenes.

An extraordinary new examination of Periodic Table elements, Part B of Relativistic Effects in Chemistry is also evidence of the enduring influence of Einstein's revolutionary theory.

好的，以下是一份针对一本名为《Relativistic Effects in Chemistry, Applications》的图书，但内容完全不涉及相对论化学及其应用的图书简介。这份简介将聚焦于其他化学领域，确保内容的丰富性和专业性，同时避免任何关于相对论或电子结构计算的讨论。 --- 《物质的结构、光谱与反应动力学：传统化学的深度探索》本书聚焦于非相对论化学的基石、实验观测的深入解析，以及宏观化学现象背后的微观机制。本书旨在为高年级本科生、研究生以及希望巩固经典化学理论基础的科研人员提供一本详尽且具有操作性的参考书。它完全侧重于以牛顿力学和量子力学基础（不涉及狭义相对论修正）为框架，系统阐述物质的结构、分子光谱的解析，以及化学反应的动力学过程。第一部分：原子与分子结构的基础理论本部分奠定了理解化学键和物质形态的理论框架，完全基于薛定谔方程在非相对论近似下的应用。第一章：量子力学的基本原理回顾与经典近似本章从玻恩-奥本海默（Born-Oppenheimer, BO）近似出发，详细探讨了电子和核运动分离的合理性及其局限性。内容涵盖了求解薛定谔方程所需的数学工具，包括线性代数在量子力学中的应用，以及角动量和自旋的概念。我们将详细分析氢原子和类氢离子的精确解，并引入变分法、微扰论等近似方法，用于处理多电子体系的电子结构问题。重点讨论了 Hartree-Fock (HF) 方法的构建原理，包括轨道自洽场（SCF）过程的迭代步骤、Fock 矩阵的建立，以及基组选择对计算结果精度的影响。第二章：分子轨道理论与价键理论的融合视角本章深入比较了分子轨道理论（Molecular Orbital Theory, MOT）和价键理论（Valence Bond Theory, VBT）在描述化学键形成中的异同。我们将详细讨论 LCAO-MO 方法，特别是涉及 $sigma$ 键和 $pi$ 键的构建。此外，本章将详述杂化轨道理论在解释分子几何构型（如 $sp^3d^2$ 杂化）中的应用，并通过实例分析共轭体系的定域化与离域化对分子稳定性的贡献。对分子轨道能级图（MO Diagram）的绘制和解释将占据重要篇幅，重点关注HOMO-LUMO能隙与分子反应活性的初步关联。第三章：分子对称性与群论在化学中的应用本章是理解分子光谱和晶体结构的关键。我们将系统介绍点群和空间群的数学结构，并详述如何根据分子结构确定其所属的对称群。内容包括不可约表示（Irreducible Representations）、特征表（Character Tables）的解读与应用。重点阐述群论如何简化分子振动模式的分析、预测红外（IR）和拉曼（Raman）光谱的活性规则，以及在晶体场理论（Crystal Field Theory, CFT）中对过渡金属配合物电子结构的简化描述。第二部分：分子光谱学的实验与解析本部分专注于如何通过实验光谱技术获取分子的结构信息、电子态信息以及动态信息，所有解析均基于经典的分子能级跃迁模型。第四章：振动与转动光谱学本章详细讨论了分子在红外（IR）和拉曼散射（Raman Scattering）光谱中的行为。我们将深入探讨简谐振子和非简谐振子的模型，用于解释不同化学键的伸缩和弯曲振动。重点分析傅里叶变换红外光谱（FTIR）的仪器原理、样品制备技术，以及如何通过波数（wavenumber）和峰形识别官能团。对于拉曼光谱，本章将阐述汤斯达尔散射（Stokes）和反斯托克斯（Anti-Stokes）散射的物理机制，并比较 IR 和 Raman 在探测分子结构（例如，对称性和极性）方面的互补性。转动光谱（微波光谱）的应用将集中于确定小分子的键长和键角。第五章：电子光谱学：紫外-可见光与荧光本章围绕电子能级的跃迁展开，主要涉及紫外-可见光（UV-Vis）吸收光谱。内容涵盖了不同类型的电子跃迁（$sigma ightarrow sigma^$, $n ightarrow sigma^$, $pi ightarrow pi^$, $ ext{CT}$）及其对应的摩尔吸光系数和吸收波长。我们将详述朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law）的实际应用与偏差分析。此外，本章还深入探讨了荧光和磷光现象，解释了斯托克斯位移（Stokes Shift）、能级间的系间窜越（Intersystem Crossing, ISC）过程，以及光物理化学中的量子产率测量方法。第六章：核磁共振波谱学的结构解析核磁共振波谱（NMR）是确定有机分子结构的黄金标准。本章从核的自旋态、拉莫尔频率（Larmor Frequency）和弛豫过程（$T_1$ 和 $T_2$）的经典物理模型入手。详细分析了化学位移（Chemical Shift）的来源，包括感应效应和各向异性效应。重点讲解了耦合常数（Coupling Constants, $J$）的起源，包括其角度依赖性（如 Karplus 关系），以及如何利用二维 NMR 技术（如 COSY, HSQC, HMBC）解析复杂分子的骨架连接和立体化学信息。第三部分：化学反应的动力学与机理本部分将焦点从静态结构转移到动态过程，探讨如何通过实验和理论方法理解反应速率、活化能及反应路径。第七章：宏观反应动力学与速率定律本章系统回顾了化学反应速率的基础概念。内容包括速率表达式的建立、反应级数的确定，以及温度对速率常数的影响——阿累尼乌斯（Arrhenius）方程的详尽分析。我们将讨论一级、二级反应的积分形式，以及拟一级反应（Pseudo-first-order reactions）在溶液中应用的实例。此外，本章还将介绍反应速率与平衡常数之间的关系，强调动力学研究在确定热力学可行性方面的重要性。第八章：碰撞理论与过渡态理论本章是理解分子间反应速率的微观基础。碰撞理论（Collision Theory）将详细解释有效碰撞的必要性，以及硬球模型在计算气体相反应速率常数中的应用，讨论其局限性。随后，过渡态理论（Transition State Theory, TST）将作为核心内容，解释如何利用平衡假设构建过渡态，并引入亥姆霍兹自由能、活化焓和活化熵的概念。我们将探讨 Eyring 方程，并讨论如何利用实验数据（如压力和温度依赖性）来提取活化参数，从而推断反应的分子机制。第九章：溶液中反应动力学与溶剂效应在溶液中进行的大多数化学反应都受到溶剂环境的深刻影响。本章专注于溶质-溶剂相互作用对反应动力学的影响。内容涵盖了介电常数（Dielectric Constant）和离子强度对反应速率的影响，重点分析泊-拉韦林（Brønsted-Bjerrum）方程在离子反应速率研究中的应用。此外，本章还将介绍溶剂重组能（Solvent Reorganization Energy）的概念，以及如何利用更精细的模型（如 Marcus 理论的初步框架）来描述电子转移反应在极性溶剂中的加速或抑制机制，确保讨论不涉及相对论修正的轨道重叠问题。结论：本书提供了一套严谨、全面的传统化学工具箱，帮助读者深入理解物质的稳定性和转化规律，为后续深入学习更前沿的化学分支（如高精度计算化学、复杂分子光谱分析）打下坚实的基础。本书的重点在于实验数据的解释和经典理论模型的建立与应用。