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至尊木蟲 (著名寫手)

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[資源] 【資源】結(jié)構(gòu)化學(xué)-江元生院士

經(jīng)典圖書之《結(jié)構(gòu)化學(xué)》——江元生 pdf

●高等教育出版社蔣棟成

江元生院士長(zhǎng)期從事量子化學(xué)學(xué)科理論的研究，功底深厚，成績(jī)卓著，曾榮獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。他多次去美國(guó)與諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者霍夫曼教授合作進(jìn)行科學(xué)研究，是國(guó)外享有聲望，國(guó)內(nèi)著名的量子化學(xué)學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人之一。他非常關(guān)心教學(xué)工作，應(yīng)國(guó)家教委前理科化學(xué)教材編審委員會(huì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)編審組的約請(qǐng)而撰寫《結(jié)構(gòu)化學(xué)》，已列為高等教育出版社“九五”重點(diǎn)教材出書規(guī)劃。我有幸首先拜讀全書，精神為之一振：這真是一本難得的好書。

全書共九章，即：量子理論，原子，雙原子分子，對(duì)稱性與群論，多原子分子，共軛分子，過渡金屬化合物，簇合物和團(tuán)簇，固體。

第一章量子理論著重介紹微觀的理論方法。這方面國(guó)內(nèi)外已有教材。通常兩種寫法，一是重歷史發(fā)展、重物理模型，論述微觀理論方法的必然性和特殊性，再引出波動(dòng)方程。二是扼要指出微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特殊性之后，提出量子力學(xué)的幾條基本假定，再引出波動(dòng)方程，重原理的深度和方法論，重邏輯推理。第一種寫法直觀、形象，有利初學(xué)，但對(duì)微觀理論方法的本質(zhì)刻劃不夠。第二種寫法顯得抽象，使初學(xué)者不易真正理解微觀理論方法的本質(zhì)內(nèi)涵。而本書是采取直觀與抽象、總結(jié)與推理、定性與定量相結(jié)合的手法，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，經(jīng)典到量子化概念，微觀理論方法的建立，層次分明地解析、提煉，自然而然地得出必然的結(jié)果，即波動(dòng)方程。敘述簡(jiǎn)練、嚴(yán)謹(jǐn)，全章僅兩萬(wàn)字左右，閱讀流暢、深刻。這種寫法迄今國(guó)內(nèi)外教材中是罕見的。

第二章原子這一章是討論原子結(jié)構(gòu)的，在介紹傳統(tǒng)基本內(nèi)容的同時(shí)，對(duì)泡里不相容原理論述深入淺出、透徹；對(duì)電子自旋運(yùn)動(dòng)的理解有深層次的描述，即從相互作用的本質(zhì)去入手，有利理解微觀粒子相互作用的宇稱性，對(duì)銜接電子組態(tài)、譜項(xiàng)的介紹既簡(jiǎn)練又易懂。

第三章雙原子分子重點(diǎn)放在為量子力學(xué)處理分子結(jié)構(gòu)所應(yīng)掌握的理論方法打基礎(chǔ)，論述方法本身的實(shí)質(zhì)和化學(xué)鍵的本質(zhì)。在介紹分子軌道理論和價(jià)鍵理論方法之后，專設(shè)一節(jié)剖析兩種理論、方法之間的區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系，體現(xiàn)了我國(guó)著名學(xué)者唐有祺院士曾經(jīng)倡導(dǎo)的對(duì)重要的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)常講常新的教學(xué)原則。

第四章對(duì)稱性與群論這一章安排在討論多原子分子以前是很有道理的，因?yàn)槎嘣臃肿硬粌H在空間構(gòu)型上有對(duì)稱性，更重要的是原子軌道組合要服從軌道對(duì)稱性規(guī)則，用群論工具在討論成鍵、光譜選擇定則以及積分計(jì)算等，能收正確判斷、簡(jiǎn)化計(jì)算的效果。書中對(duì)對(duì)稱元素的矩陣表述等通順易解，隊(duì)成鍵與軌道組合對(duì)稱性之間的內(nèi)在關(guān)系，作了重點(diǎn)論述，突出了對(duì)稱性的重要意義。

第五章多原子分子內(nèi)容除必需介紹s-p-d雜化軌道理論及討論雜化軌道與鍵長(zhǎng)影響外，對(duì)VSEPR規(guī)則的理論基礎(chǔ)作了扼要的論述，對(duì)孤對(duì)軌道與分子幾何構(gòu)型的關(guān)系也作了規(guī)律性的介紹，使VSEPR規(guī)則的運(yùn)用具有規(guī)范的依據(jù)，明確地成為結(jié)構(gòu)化學(xué)中討論多原子分子時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。

第六章共軛分子共軛體系主要是討論π電子的相互作用及其成鍵性質(zhì)、基團(tuán)活性和反應(yīng)性能等問題。Hackle分子軌道方法是一般公認(rèn)的處理方法，本章對(duì)直鏈共軛烯、共軛環(huán)均有系統(tǒng)的討論，并在分子軌道方法意義上對(duì)自由價(jià)、電荷密度、鍵級(jí)均有定義和應(yīng)用實(shí)例，對(duì)芳香性涉及的共振能也作了介紹，尤其對(duì)年代后用八或五參數(shù)方案討論鍵型、鍵能，以及討論化學(xué)反應(yīng)活性的前沿軌道方法作了引人入勝的扼要論述（前沿軌道亦稱前線軌道，是諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者福井謙一（日）的主要工作）。

第七章過渡金屬化合物本章著重用群論方法對(duì)軌道作了分類，討論絡(luò)合物中分子軌道理論方法，論述σ成鍵以及18電子規(guī)則。對(duì)夾心化合物以二茂鐵為例，對(duì)其成鍵、構(gòu)型作了論述，并介紹配位場(chǎng)理論，為下一章要討論的簇狀化合物作了準(zhǔn)備。

第八章簇化合物與團(tuán)簇本章的內(nèi)容是近年來(lái)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵發(fā)展的新內(nèi)容，介紹達(dá)到90年代初，是全書的高潮所在。從主族簇化合物多面體碳烷、硼烷出發(fā)討論三中心鍵，介紹三支化籠結(jié)構(gòu)、等瓣（軌道）相似性、價(jià)電子數(shù)規(guī)則、加帽多面體稠合簇化合物，引出團(tuán)簇，介紹堿金屬團(tuán)簇及碳簇，特別論述了1985年后發(fā)現(xiàn)的C60團(tuán)簇化合物，闡明了對(duì)中性碳簇中為什么幻數(shù)只取偶數(shù)，并討論了碳簇多面體結(jié)構(gòu)的可能式是什么。這些內(nèi)容是現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外教材中不多見的。由于全書體系嚴(yán)密、層次分明，到本章就有可能將學(xué)科發(fā)展中重要新成就的主要內(nèi)容作基本的介紹。就應(yīng)用的角度看，如材料科學(xué)、催化科學(xué)的發(fā)展，更多地應(yīng)掌握本章的基本知識(shí)和理論及方法。

第九章固體本章實(shí)際是將以往教材中晶體結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容提高到固體量子理論的方法去認(rèn)識(shí)，不再停留在幾何結(jié)晶學(xué)的傳統(tǒng)講法，因此其內(nèi)容幾乎是全新的。書中先從長(zhǎng)鏈分子中電子運(yùn)動(dòng)出發(fā)，介紹能級(jí)及能帶，引出“晶體軌道”概念，又將能帶與Bloch函數(shù)聯(lián)系起來(lái)，介紹了Firm能級(jí)（能帶中最高占有能級(jí)），進(jìn)而將晶體軌道與價(jià)電子定義態(tài)密度DOS（ε）聯(lián)系起來(lái)，從而可以討論化學(xué)活性和復(fù)合單元周期延伸的形變，介紹Pearls效應(yīng)的普遍性。

綜觀全書，不僅體系嚴(yán)整，概念表達(dá)正確，理論表述簡(jiǎn)潔，內(nèi)容新、邏輯性強(qiáng)又樸實(shí)易懂。在六、八、九3章中均有作者的科研成果，可以說這本教材科學(xué)性、思想性、先進(jìn)性和教學(xué)適用性等方面均很突出，是一本具有培養(yǎng)跨世紀(jì)人才意義的難得的教材。全書自始至終化學(xué)氣息濃馥，理論緊密聯(lián)系實(shí)際，關(guān)注技術(shù)科學(xué)發(fā)展前沿。我相信此教材對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量和水平，推動(dòng)教改會(huì)起到積極的作用。

納米地址：
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