文档介绍：结构化学(物质结构)
Structural Chemistry (Matter Structure)
温一航
浙江师范大学化学与生命科学学院
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,段连运《结构化学基础》(第三版) 北京大学出版社 2002.
《结构化学》高等教育出版社 2004.
,申成《基础结构化学》(第二版),科学出版社2006.
《结构化学》高等教育出版社 1997.
,王祥云《物质结构》(第二版),高等教育出版社 1987.
主要参考书:
物理知识:光的干涉、衍射, 原子物理学等
数学知识:线性代数、高等数学等
绪论
一、结构化学的研究内容
结构化学是研究原子、分子、晶体结构(微观)及它们和性质(宏观)之间关系的一门学科。具体地说是研究原子、分子和晶体中的更基本的质点(电子)运动状态及其相互作用,从而提供物理性能和化学性质等方面的信息。由此可见,结构化学自然成为化学科学的理论基础和核心部分之一。
二、结构化学探讨的问题
①物质是由分子组成,而分子是由哪些更基本的质点构成?
②它们是怎样构成的?(什么作用力使之形成分子);
③这些质点在构成原子、分子时,起什么作用?(质点的运动和相互作用规律如何?);
④原子形成分子时,一个原子与其他原子的结合是有选择的、数量是有限制的,为什么表现出“选择性”和“饱和性”?
⑤原子组成分子时是怎样控制分子结构(几何结构和电子结构)?这些结构对其物理与化学性质有何影响?
“结构”包含两层意义:
电子结构
原子、分子中电子的运动状态、能级和相互作用规律。
几何结构
分子空间构架,特别是分子(晶体)中原子在空间排布的对称性。
结构化学课程是:“化学键理论”课程
对物质结构来讲:
不同的几何结构来自于不同的电子结构,有稳定的电子结构就有稳定的几何结构。
Chapter 1 Introduction to Quantum Mechanics
第一章量子力学基础
经典物理学: Newton 运动力学; Maxwell 电磁场理论; Gibbs 热力学; Boltzmann的统计力学
20世纪三大科学发现-相对论、量子力学、DNA双螺旋结构
1900年以前,物理学的发展处于经典物理学(classical physics)阶段,并取得了巨大的成就。
传统观念和
经典理论
不能解释实
验新发现
解释实验且为
其他实验证实
新观念
新假设
为世人接受的新观念和新理论
修正
第一个实验——黑体辐射(blackbody radiation) :
黑体:能全部吸收外来电磁波的物体。黑色物体或开一小孔的空心金属球近似于黑体。黑体是理想化模型。黑体并不一定呈黑色。
黑体辐射:加热时,黑体能辐射出各种波长电磁波的现象。
第一节经典物理学的困难和量子力学的诞生
黑体模型
一、三个著名实验导致“量子”概念的引入和应用