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1 群论与分子的对称性1

1.1 群论1

1.1.1 群的定义1

1.1.2 群的例子2

1.1.3 群的性质4

1.2 对称操作与对称操作群10

1.2.1 对称操作与对称元素11

1.2.2 对称操作群12

1.2.3 点群的分类及确定13

1.3 群的表示17

1.3.1 矩阵的基本知识17

1.3.2 对称操作的矩阵表示18

1.3.3 可约表示与不可约表示20

1.4 对称性与群论在无机化学中的应用27

1.4.1 分子的对称性与偶极矩27

1.4.2 分子的对称性与旋光性27

1.4.3 在ABn型分子中中心原子A的s、p和d轨道的对称性28

1.4.4 分子轨道的构建29

1.4.5 杂化轨道的构建35

1.4.6 杂化轨道理论与分子的几何结构41

1.4.7 分子的振动47

1.4.8 分子的结构52

1.5 通过群论方法推求杂化轨道54

1.5.1 方法理论54

1.5.2 推求事例55

1.6 红外光谱的群论表示58

1.6.1 分子的简正振动及其分类59

1.6.2 分子的简正振动数目60

1.6.3 简正振动的对称性分类60

1.6.4 简正振动位移图形的决定61

1.6.5 红外光谱选择定则的群论表述62

1.7 群论在无机化学中的应用实例63

1.7.1 ABn型分子的σ杂化轨道63

1.7.2 正八面体配合物的分子轨道64

1.8 应用群论分析甲烷的红外和拉曼光谱特征66

1.8.1 构造简正坐标分量66

1.8.2 组合CH4分子的9个简正振动模式67

1.8.3 利用群论分析CH4的光谱特征68

习题68

2 配位化合物69

2.1 配合物电子光谱69

2.1.1 原子和自由电子的微观态和光谱项70

2.1.2 光谱项图73

2.1.3 电子跃迁80

2.1.4 电荷迁移光谱84

2.2 配合物反应机理和反应动力学86

2.2.1 反应机理和研究目的86

2.2.2 配合物的反应类型87

2.3 几种类型的配合物及其应用101

2.3.1 Schiff碱配合物101

2.3.2 大环配合物104

2.4 功能配合物108

2.4.1 导电配合物108

2.4.2 自旋交叉磁性配合物110

2.4.3 光致和电致发光配合物112

2.4.4 医用配合物116

习题120

3 原子簇化合物121

3.1 硼原子簇化学121

3.1.1 制备、命名及性质122

3.1.2 硼烷的结构124

3.1.3 硼的化学键126

3.2 硼烷的衍生物128

3.2.1 碳硼烷128

3.2.2 金属碳硼烷（metallocarborane）和金属硼烷（metalloborane）129

3.3 碳的原子簇131

3.3.1 分类131

3.3.2 碳原子簇的结构132

3.3.3 多面体碳烷的结构规则和应用132

3.3.4 碳原子簇例子之一：富勒烯135

3.3.5 碳原子簇例子之二：碳纳米管140

3.4 其他非金属原子簇化合物142

3.5 金属原子簇化合物143

3.5.1 金属—金属键143

3.5.2 金属簇合物的命名145

3.5.3 常见的金属原子簇化合物及其衍生物145

3.5.4 金属-羰基原子簇的合成147

3.5.5 金属-羰基原子簇的反应149

3.5.6 金属-卤素原子簇化合物151

3.5.7 金属-异腈原子簇化合物152

3.5.8 金属-硫原子簇化合物153

3.5.9 无配体金属原子簇化合物154

3.5.10 金属原子簇的结构规则155

3.5.11 过渡金属原子簇成键能力规则及Wade-Mingos-Lauher规则159

习题164

4 金属—金属多重键165

4.1 金属—金属四重键165

4.1.1 金属—金属四重键的形成165

4.1.2 典型的金属—金属四重键化合物167

4.2 金属—金属三重键172

4.2.1 σ2π4构型的化合物173

4.2.2 σ2π4δ2δ＊2构型的化合物174

4.3 金属—金属二重键175

习题176

5 金属有机化合物177

5.1 研究历史及分类177

5.2 金属不饱和烃化合物179

5.2.1 乙烯-过渡金属配合物179

5.2.2 炔烃-过渡金属的配合物181

5.3 金属环多烯化合物182

5.3.1 环戊二烯配合物的立体结构183

5.3.2 环戊二烯配合物中的电子结构和化学键186

5.3.3 环戊二烯配合物的制备187

5.4 等叶片相似模型188

5.4.1 分子片188

5.4.2 等叶片相似190

5.5 主族金属有机化合物193

5.5.1 主族金属有机化合物的结构和成键作用193

5.5.2 主族金属有机化合物的稳定性196

5.5.3 主族金属有机化合物的合成196

5.5.4 主族金属有机化合物的化学性质197

5.5.5 几种重要的主族金属有机化合物198

5.5.6 主族金属有机化合物在化学气相沉积制备薄膜材料中的应用214

5.6 稀土金属有机化合物216

5.6.1 概述216

5.6.2 稀土金属有机化合物的合成217

习题220

6 固体的结构和性质221

6.1 固体分子轨道理论221

6.1.1 分子轨道能带221

6.1.2 态密度224

6.1.3 绝缘体、半导体、导体、超导性224

6.2 固体的结构227

6.2.1 固体的缺陷227

6.2.2 固体中的扩散232

6.3 有代表性的氧化物、氟化物和硫化物236

6.3.1 高氧化态的氧化物236

6.3.2 复合氧化物238

6.3.3 有代表性的硫化物及相关化合物241

习题243

7 生物无机化学与超分子化学245

7.1 生物无机化学245

7.1.1 金属离子在生命体中的作用245

7.1.2 金属中毒与解毒255

7.1.3 生物固氮258

7.2 超分子化学260

7.2.1 超分子化学的理论基础260

7.2.2 超分子化合物的分类261

7.2.3 分子识别262

7.2.4 分子组装266

7.2.5 分子器件270

7.2.6 超分子与配位聚合物271

7.2.7 超分子化学的应用271

习题273

参考文献274