Magnetism and Ligand-Field Analysis

Magnetism and Ligand-Field Analysis pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:Gerloch, M.
出品人:
頁數:608
译者:
出版時間:2009-2
價格:$ 136.73
裝幀:
isbn號碼:9780521109154
叢書系列:
圖書標籤:
  • 磁性
  • 配體場分析
  • 化學
  • 物理學
  • 過渡金屬化學
  • 晶體場理論
  • 分子軌道理論
  • 光譜學
  • 無機化學
  • 材料科學
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具體描述

In this book, originally published in 1983, a synthesis of old and new notions straddling the disciplines of physics and chemistry is described; and this provides a means of exploiting ligan-field properties of transition-metal and lathanide complexes leading to a quantified chemical insight into the individual metal-ligand interactions in these molecular species. Electronic spectroscopy and the ESR technique are well documented, but there has long been a need for a thorough description of magnetochemistry. A major section of this book therefore provides a details account of the physics and chemistry of paramagnetism. The second main section is concerned with those aspects of ligand-field theory that are required to construct the working composite defining ligand-field analysis. Though the book is intended for the research chemist, the subject matter and level of some of the material is suitable for both advanced undergraduate and postgraduate chemists and solid-state physicists.

《磁性與配位場理論》 一、 探索原子與分子的內在磁性之謎 本書將帶領讀者深入探索物質世界中一個引人入勝且至關重要的現象——磁性。我們不僅會追溯磁性的起源,理解原子和分子是如何産生磁性的,更會深入剖析這一現象背後的微觀機製。從基本粒子的自鏇到電子的軌道運動,我們將逐步揭示磁矩的形成,並探討不同磁性材料在宏觀層麵的錶現。 磁性起源的微觀視角: 本書將從量子力學的角度齣發,闡釋電子自鏇和軌道角動量如何共同構築起原子的磁矩。我們將深入研究各種原子軌道填充方式對磁性的影響,並介紹描述原子磁性的基本概念,如磁矩、朗德因子等。 分子磁性的演化: 隨著分子的形成,原子間的相互作用會顯著改變分子的磁性。我們將探討化學鍵的形成如何影響電子的分布和運動,進而影響分子的總磁矩。這包括單綫態、三綫態等電子態的區分,以及分子磁性的類型,如順磁性、抗磁性、鐵磁性等。 磁性材料的分類與特性: 讀者將瞭解不同類型的磁性材料,例如順磁體、抗磁體、鐵磁體、反鐵磁體和亞鐵磁體。我們將詳細介紹它們的微觀結構特點、宏觀磁學性質以及它們在溫度、外場等條件下的行為差異。 二、 配位場理論:揭示過渡金屬配閤物的電子結構與性質 本書的另一核心內容將聚焦於配位場理論(Ligand-Field Theory)。作為化學和物理學中的一個重要理論工具,配位場理論為我們理解過渡金屬配閤物的電子結構、光譜性質、化學反應性和磁性提供瞭強有力的框架。我們將從基礎概念入手,層層遞進,深入剖析其精髓。 晶體場理論的基石: 我們將從晶體場理論(Crystal Field Theory)齣發,簡要迴顧其基本假設和成功之處,即孤立的金屬離子周圍的配體被視為點電荷,其産生的靜電場能影響金屬離子d軌道的能量。 配位場理論的擴展與深化: 進一步,我們將引入配位場理論。它超越瞭純粹的靜電模型,考慮瞭金屬離子d電子與配體價電子之間的軌道重疊和共價相互作用。這將幫助我們更準確地描述配閤物中d軌道的裂分能,以及金屬-配體之間的鍵閤性質。 d軌道裂分與光譜性質: 配位場理論的核心在於解釋d軌道在配位環境下的能量裂分。我們將詳細闡述不同幾何構型的配閤物(如八麵體、四麵體、平麵四邊形等)中d軌道的能量能級圖,並介紹如何利用這些能級圖來解釋配閤物的吸收光譜,即顔色産生的原因。 光譜參數與電子構型: 我們將學習如何計算和理解光譜參數,如10Dq(晶體場分裂能)和B(Racah參數),它們直接反映瞭配位場強度和電子雲的電子排斥程度。這將幫助我們確定配閤物的電子構型,並預測其化學穩定性。 自鏇狀態與磁性關聯: 配位場理論與磁性密切相關。我們將詳細分析不同d電子構型和配位場強度的配閤物可能齣現的低自鏇和高自鏇狀態,並解釋這些自鏇狀態如何直接決定配閤物的順磁性強度。 三、 磁性與配位場理論的交織:理解復雜體係的協同效應 本書的獨特之處在於,它並非孤立地講述磁性和配位場理論,而是將兩者緊密結閤,深入探討它們之間的相互作用,以及如何利用配位場理論來解釋和預測復雜體係的磁性行為。 過渡金屬配閤物的磁性解析: 我們將重點分析大量過渡金屬配閤物的磁性,並運用配位場理論來解釋其觀測到的磁矩大小和溫度依賴性。這將涵蓋從單核配閤物到多核配閤物的廣泛實例。 配位場參數對磁性的影響: 讀者將瞭解配位場強度(10Dq)、電子雲排斥(B)以及電子自鏇之間的微妙平衡如何影響配閤物的自鏇狀態和宏觀磁性。例如,為何有些配閤物是高自鏇而另一些是低自鏇。 電子躍遷與磁躍遷: 除瞭可見光吸收,一些磁性躍遷也可能發生,例如自鏇翻轉躍遷。我們將探討這些現象,以及它們與配位場理論的聯係。 從單分子磁體到磁性材料設計: 本書還將觸及更前沿的應用,例如單分子磁體(Single-Molecule Magnets)的研究。我們將介紹如何利用配位場理論來設計具有特定磁性的分子材料,為信息存儲、量子計算等領域提供理論指導。 計算方法與實驗驗證: 為瞭更深入地理解理論,我們將簡要介紹一些常用的計算方法,如密度泛函理論(DFT)在研究磁性和配位場理論中的應用,並強調實驗數據的驗證和對照的重要性。 四、 學習收獲與應用前景 通過學習本書,讀者將能夠: 深刻理解原子和分子的磁性來源及其類型。 熟練掌握配位場理論的核心概念和分析方法。 能夠運用配位場理論解釋和預測過渡金屬配閤物的電子結構、光譜和磁性。 建立磁性與配位場理論之間的聯係,理解它們如何協同作用。 為進一步深入研究磁性材料、超分子化學、催化、生物無機化學等領域打下堅實的基礎。 本書內容豐富,論述嚴謹,既有理論深度,又不乏實踐指導,旨在為化學、物理學、材料科學等相關領域的研究者和學生提供一本不可或缺的參考書。它將是您探索物質微觀世界中磁性奧秘,並駕馭配位場理論解決復雜問題的得力助手。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書在闡述配位場如何影響電子自鏇多重度方麵做得非常齣色,這是理解磁性化學的關鍵一步。作者清晰地解釋瞭高自鏇和低自鏇態的能量差異,並將其與配位體的強弱場效應直接聯係起來。這種清晰的因果關係鏈對於快速掌握配位化閤物的基本磁性行為是極其寶貴的。不過,我發現本書在處理反常磁性現象,例如磁滯迴綫的非理想行為或低溫下的弛豫現象時,著墨不多。例如,單分子磁體(Single-Molecule Magnets, SMMs)由於其巨大的磁各嚮異性勢壘而備受關注,而這種勢壘的精細調控正是配位結構設計的結果。本書雖然提到瞭磁各嚮異性,但對於如何通過引入重原子或精心設計分子幾何結構來最大化其保持時間(越zel'd 越好),缺乏具體的案例指導和參數優化討論。總而言之,它是一本優秀的“基礎理論奠基石”,但若想將其應用於尖端功能材料的設計與優化,讀者還需要尋求更多專注於特定應用領域的進階讀物。

评分☆☆☆☆☆

從文獻引用的角度來看,這是一本對經典理論進行瞭全麵梳理的著作。它清晰地勾勒齣瞭自薛定諤方程應用於多電子係統以來,對磁性離子電子態理解的演進路徑。書中對朗德$g$因子、有效哈密頓量以及斯萊特積分的引入都展現瞭教材級彆的規範性。尤其值得稱贊的是,它對不同磁性模型的適用範圍進行瞭細緻的比較,比如海森堡模型(Heisenberg Model)與伊辛模型(Ising Model)在描述各嚮異性時的優劣。這使得讀者能夠根據實際觀測到的磁化麯綫特徵,逆嚮推斷齣最閤適的微觀模型。但是,在處理復雜的過渡金屬氧化物或稀土體係時,這本書似乎過於依賴單離子模型(Single-Ion Model)。對於描述長程磁有序或交換相互作用的傳遞機製,比如通過氧橋進行的超交換作用(Superexchange),本書的論述略顯不足。這方麵的深入探討,通常需要更精細的分子軌道計算或密度泛函理論(DFT)的輔助,而本書似乎更傾嚮於停留在解析解可得的範圍內,這在處理高度關聯電子係統時,可能會導緻對實驗現象的解釋力有所下降。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常嚴謹,充滿瞭學術的厚重感。它似乎是為高年級本科生或研究生量身定製的教材,因為它毫不避諱地使用瞭大量的群論工具來描述點群對稱性對軌道簡並態的影響。對於熟悉群論的讀者而言,書中的對稱操作和不可約錶示的推導清晰明瞭,能讓人迅速把握配位體環境如何影響中心金屬離子的電子排布。然而,對於那些主要背景是實驗物理或材料工程,對抽象的數學工具感到畏懼的讀者,這本書的開篇可能構成瞭一個不小的門檻。例如,關於球諧函數在描述f軌道和d軌道雜化時的詳細展開,雖然在理論上無懈可擊,但缺乏足夠的直觀圖像來輔助理解。我更希望看到一些將這些數學結構與實際晶體結構(如鈣鈦礦結構或尖晶石結構)中局部幾何環境相結閤的案例分析,這樣能更好地幫助我們理解“磁性”是如何被“結構”所固化的。目前的側重點似乎過於偏嚮於抽象的理論構建,而非結構-性能的直接映射。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的期望是它能成為一本連接量子化學計算與實驗結果的橋梁。配位場理論(Ligand Field Theory, LFT)是理解過渡金屬配閤物電子結構的關鍵工具,而這本書在這一部分的闡述無疑是精妙的。特彆是對d軌道劈裂能(Δo和Δt)的計算方法,從最初的靜電模型逐步過渡到更精確的量子力學描述,邏輯鏈條非常完整。作者巧妙地引入瞭光譜學數據,展示瞭如何通過UV-Vis吸收峰來反推配體場強度參數,這種理論與實踐的緊密結閤,對於從事催化或材料閤成的化學傢來說是無價之寶。然而,書中對於更高級的自鏇軌道耦閤(SOC)效應的討論相對保守。在解釋一些高自鏇-低自鏇交叉現象(Spin Crossover)時,SOC往往是決定性的因素,但本書似乎更側重於晶體場理論的初始框架,對相對論效應的引入稍顯謹慎。如果能更早地、更係統地介紹如何將相對論效應納入標準的配位場參數化中,這本書的深度和廣度將得到質的飛躍,真正觸及現代磁性材料研究的核心。

评分☆☆☆☆☆

這部關於磁性和配位場分析的書籍,從書名上看,似乎聚焦於凝聚態物理和無機化學交叉領域的前沿課題。作為一名對磁性材料抱有濃厚興趣的讀者,我期待它能提供一個深入且結構清晰的理論框架。然而,我發現書中關於經典電磁學基礎的鋪墊略顯單薄,對於初學者來說,可能需要額外的時間去迴顧法拉第定律、麥剋斯韋方程組在材料科學背景下的具體應用。書中對鐵磁性、反鐵磁性等宏觀現象的描述非常到位,特彆是對布洛赫定理的引用和解釋,展現瞭作者紮實的物理功底。但令人略感遺憾的是,對於近年來興起的自鏇電子學(Spintronics)領域,例如自鏇霍爾效應或隧道磁阻效應(TMR)的微觀起源,書中提及得不夠深入。我希望作者能在後續的版本中增加一章,專門探討如何利用配位場理論來預測和解釋新型低維磁性結構(如二維材料)中的磁有序行為,這將極大地提升本書的實用價值和前瞻性。整本書的排版和圖錶清晰度很高,有助於理解復雜的數學推導過程,這一點值得稱贊。

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