结构化学重点掌握内容.ppt

第一章量子力学基础,一、Einstain光子学说公式及deBroglie公式：,二、算符,1、概念：,（1）对易算符：,（2）线性算符：,（3）Hermite算符：,2、Hermite(厄米)算符的两个重要性质：,本征值为实数。属于不同本征值的本征函数相互“正交”。要求会证明。,三、量子力学的基本假定：,1、归一化因子：,归一化波函数：,定态波函数：（x,y,z）,归一化波函数：,意义。,品优函数概念。,2、力学量的描述：,了解力学量M算符的求法。3条，（1）坐标时间；（2）动量；（3）其它。,3、Schrdinger方程,4、本征值本征函数概念：,5、M的平均值,四、箱中的粒子,1、一维箱：,方程：,解：,Enn2h28ma2n1,2,3,2、三维箱：,正方体箱能级兼并问题：,6,E2,1,1，E1,2,1，E1,1,2,3、节点、节面、极值：,能级En节点数：n-1,n节面数：,五、刚性转子：,1、概念。,2、Schrdinger方程,波函数Y有实函数和复函数两组解：,和,l有确定值，m无。,六：一维谐振子：,能级：,V=0，1，2，,第二章原子结构,一、单电子原子的Schrdinger方程,n,l,m=Rn,l(r)l,m()m()=Rn,l(r)Yl,m(,),主量子数n=1,2,3,n;角量子数l=0,1,2,n-1;磁量子数m=0,1,2,l,解：,二、,径节面数：n-l-1,三、原子轨道角度分布图和电子云角度分布图,形状，区别。,四、角动量,角动量平方的算符：,处于状态n,l,m的电子角动量的大小有确定值,处于状态n,l,m的电子角动量在Z轴上的分量有确定值,五、电子自旋和旋转轨道,自旋角动量的大小为,S：自旋量子数,Z轴上的投影,ms自旋磁量子数,旋轨轨道或自旋轨道。,六：表示单电子原子状态的量子数,1.主量子数n,2.角量子数l,3.磁量子数m,4.自旋磁量子数ms,5.内量子数j,6.内磁量子数mj,七、多电子原子,Born-oppenheimer近似,单电子近似和中心力场近似,概念,八、Slater规则：,按n，l分组。1s；2s,2p；3s,3p；3d；4s,4p；4d；4f(2)外层电子对内层电子无屏蔽，=0。(3)1s组内电子=0.30，其余组内0.35.(4)对于s，p电子，次内层每个电子对它的屏蔽系数是0.85；更内层1.00。对d，f电子，内层电子对它的屏蔽系数都为=1.00。,计算原子、离子的能量以及电离能等,九、Pauli原理的描述。,对电子体系含自旋的完全波函数，对于交换其中任意两个电子的坐标来说必须是反对称的，这称为Pauli原理。,多电子原子中的任何两个电子不可能具有相同的4个量子数.,十、基态原子核外的电子排布遵循以下三个原则：Pauli原理，能量最低原理，Hund规则。,第三章原子光谱,一、谱项定义：,能级除以hc称为谱项，,二、选择定则概念,两状态间发生跃迁，表示这些状态的量子数之间需满足一定的条件，这些条件称为选择定则。,三、Zeeman效应外磁场中原子光谱的分裂现象。,四、多电子原子的角动量（L-S耦合）,S为原子的自旋量子数，,或0（n：体系电子数）,Ms有（2S+1）个取值,1、,L称为原子的角量子数,对于2个电子的原子，L的取值为l1+l2,l1+l2-1,，l1-l2,2、,J=L+S，L+S-1，,|L-S|,J原子的内量子数,3、,4、光谱项符号：,标记法：L取值0，1，2，3，4,5，6.S，P，D，F，G，H，I.,pd组态,L=3，2，1；S=1，0,光谱支项：L=3，S=1J=4，3，2,L=2，S=1J=3，2，1,3F4，3F3，3F2,3D3，3D2，3D1,满壳层？,不等价电子的光谱项,等价电子基谱项:(1)在不违反Pauli原理前提下，将电子填入轨道，首先使每个电子ms尽可能大，其次使ml也尽可能大；(2)求出所有电子的ms之和作为S，ml之和作为L；举例说明:,p2,MS=+=1S=1,2S+1=3,ML=1+0=1L=1,基谱项3P,第四章分子的对称性,一、有限图形对称元素与种类：,对称操作与对称元素,轴次最高的轴是主轴。一个有限图形所具有的对称元素至少有一个公共交点。,对称操作对称元素恒等操作旋转对称轴（旋转轴）Cn反映对称面（镜面）反演对称中心i旋转反映映轴Sn旋转反演反轴In,i,二、点群符号：,(1)C群:Cn、Cnh、Cnv;Cv(2)D群：Dn、Dnh、Dnd;Dh,(3)Td、Oh,（4）Ci:只有一个对称中心；CS：只有一个对称面,简单的会推，且要知道一些分子的立体结构。,五、分子对称性与偶极矩关系,六、分子对称性与旋光性关系,（1）具有i的分子=0。,（2）具有两个交于一点的对称元素的分子=0。,虚轴Sn,第五章双原子分子的结构,一、变分原理,对任意一个品优波函数，用体系的算符求得的能量平均值，将不小于体系基态的能量E0。,二、P个核和n个电子的分子算符和方程：都用原子单位表示,三、分子轨道。,1、定义。,2、成键三原则：,3、分类：，,d-d轨道,四、同核双原子分子的结构,O2和F2能级顺序,N，C，B等元素,键级。键长顺序；稳定存在？,第六章多原子分子结构,一、杂化轨道理论要点,二、等性杂化及有关分子的结构,三、求等性sp杂化轨道表示式：,方向余旋,四、定域轨道和离域轨道概念。,五、HMO法处理共轭分子,1、步骤：确定久期方程；展开行列式；解出x值，即得E；确定组合系数求出分子轨道。,2、会写久期行列式方程,六、分子图概念。,第九章晶体结构,一、结构基元，点阵，等同点，平移群,点阵分类,晶格。,二、轴次定理:晶体中的对称轴的轴次只有1、2、3、4、6.,宏观对称元素的数量只有8种：1，2，3，4，6，m，i,三、7个晶系，14个晶格-P，C，I，F，32个点群，230个空间群。,晶格选取原则：1、所选平行六面体应当尽量反映整个空间点阵的对称性。2、在满足上述条件下，应使所选择的平行六面体棱和棱间的夹角有尽量多的直角。3、在满足前两条件下，所选取的平行六面体体积应尽量小。,四、晶体的定向：坐标系在晶体中的安置。,五、点群、空间群的国际符号意义：,六、晶体微观对称元素：平移轴，螺旋轴，滑移面a、b、c、n、d,七、晶面间距公式,正交晶系:,八、晶胞概念-晶格+结构基元,晶胞两要素：形状和大小晶胞参数；内容原子的种类和位置，分数坐标,7个晶系中几个简单的之晶胞参数特点。,九、等径圆球堆积,A1，立方密堆积，面心立方晶格，配位数12。,A3，六方