Electron Distributions and the Chemical Bond pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Coppens, Philip; Hall, Michael B.;

出品人:

页数:479

译者:

出版时间:1982-08-01

价格:USD 205.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306410000

丛书系列:

图书标签:

化学键
电子分布
量子化学
分子轨道理论
化学物理学
电子结构
键理论
分子性质
计算化学
原子轨道

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具体描述

好的，这是一份针对名为《电子云分布与化学键的形成》的图书的详细简介，内容涵盖了化学键理论、分子结构、光谱学以及凝聚态物理等多个相关领域，但不包含原书名《Electron Distributions and the Chemical Bond》中的特定内容。 --- 书名：电子云分布与化学键的形成：从量子力学基础到复杂材料结构内容简介本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨化学键形成的微观机制，并将其与宏观材料的性质和行为联系起来。全书以量子力学的基础理论为出发点，循序渐进地构建起对原子、分子乃至固体中电子行为的理解框架。我们不仅仅关注“键”的存在，更深入探究电子在空间中的实际分布如何决定了物质的结构、稳定性和反应性。第一部分：量子力学基础与原子结构本书首先回顾了量子力学的核心概念，为后续的化学键理论奠定坚实的数学和物理基础。我们从薛定谔方程的建立和求解开始，详细讨论了氢原子及类氢离子的能级结构、波函数及其物理意义。重点剖析了原子轨道（s, p, d, f）的形状、空间取向及其在描述多电子原子中的局限性。随后，我们深入探讨了电子组态理论，特别是洪特规则、泡利不相容原理以及洪特规则在决定原子基态特性中的作用。这部分内容不仅是理解周期表中元素性质的基石，也为构建分子轨道理论提供了必要的工具。我们将清晰地阐述原子间作用力的起源，即库仑吸引与交换能的复杂平衡。第二部分：分子轨道理论与键的形成本部分是全书的核心，专注于分子体系中电子的集体行为。我们从最基础的分子轨道理论（MO理论）出发，详细介绍了线性组合原子轨道（LCAO）方法及其在构建一维、二维乃至三维分子轨道方面的应用。通过对双原子分子（如$ ext{H}_2$, $ ext{O}_2$, $ ext{CO}$）的实例分析，读者将能够掌握如何根据对称性和能量匹配原则构建和填充分子轨道，并准确预测键级、磁性等基本性质。更进一步，我们扩展到更复杂的分子结构，包括杂化理论的现代诠释。不同于传统的定性描述，我们将使用更严格的群论工具来分析分子对称性，从而确定哪些轨道可以有效地参与成键，并解释价键理论（VB理论）在处理过渡金属配合物时遇到的挑战。我们还将探讨π电子体系，例如共轭烯烃和芳香族化合物，电子离域化如何显著影响分子的稳定性和光谱响应。第三部分：非共价相互作用与软物质化学键不仅仅是共价或离子键。本书用相当大的篇幅讨论了决定生物分子聚集、晶体堆积和溶液行为的非共价相互作用。这包括范德华力（色散力、诱导偶极力）、氢键的精细结构与方向性、以及π-π堆积和疏水效应。我们利用电势和电荷密度分析工具，量化这些相互作用的相对强度，并解释它们在蛋白质折叠、DNA结构稳定性和表面吸附现象中的关键作用。对于离子晶体和金属键，我们采用了能带理论的视角。虽然本书并非专门的固体物理教材，但我们引入了晶格势场模型和布洛赫定理的基本思想，解释了金属的导电性、离子晶体的硬度和熔点差异，这些宏观性质都可追溯到电子在周期性势场中的运动规律。第四部分：电子结构与物质性质的联系理解电子分布的最终目的在于预测和解释物质的宏观性质。本部分致力于构建“结构-性质”的桥梁。 1. 光谱学基础：我们讨论了电子跃迁的量子选择定则，并详细分析了紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱、红外（IR）光谱和核磁共振（NMR）光谱如何反映分子中特定的电子或核运动。例如，电荷转移带的出现如何指示分子内电荷的重新分配。 2. 反应性与电子密度：采用电荷计算指数（如$ ext{Mulliken}$电荷和$ ext{Bader}$的原子间自然键轨道$ ext{NBO}$分析）来量化局部电子密度，从而预测亲电/亲核反应位点。 3. 酸碱理论的电子基础：基于分子轨道和电子云形状，我们重新审视了路易斯酸碱理论，解释了为什么某些分子具有更强的电子接受或给予能力。总结与展望本书的最终目标是培养读者从微观的电子视角理解化学世界的复杂性和美感。通过对电子在原子和分子层面分布的深入剖析，读者将能够超越简单的规则记忆，掌握预测和设计新型材料与分子的理论工具。本书适合高等化学、材料科学、化学物理等专业的本科生和研究生，以及对深入理解化学键本质感兴趣的科研人员参考。 ---