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出版者:高等教育出版社

作者:傅献彩等

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-06-01

价格:23.80元

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isbn号码:9787040031638

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《量子力学及其在化学中的应用》 本书旨在深入探讨量子力学基本原理，并系统阐述其在化学科学各个分支中的广泛而深刻的应用。我们将从原子和分子的结构入手，追溯到量子力学的诞生，介绍波粒二象性、薛定谔方程、量子数等核心概念，帮助读者建立起对微观世界基本规律的认知。 第一部分：量子力学基础 原子结构与量子化： 详细讲解了早期原子模型（如玻尔模型）的局限性，引出量子力学对原子结构的革命性描述。我们将深入探讨氢原子的量子化能级、角动量和自旋，以及多电子原子中电子排布遵循的泡利不相容原理和洪特规则。 波函数与概率解释： 明确波函数的物理意义，即其模平方代表粒子在空间某点出现的概率密度。介绍几类典型的量子力学算符，如能量算符、动量算符、位置算符，以及它们在求解薛定谔方程过程中的作用。 薛定谔方程及其求解： 详细阐述定态薛定谔方程的数学形式，并介绍求解不同势能模型下薛定谔方程的常用方法，如分离变量法、微扰理论、变分法等。我们将通过对简单势阱、谐振子、刚性转子等模型的求解，加深对量子力学方法的理解。 角动量理论： 深入探讨角动量算符的性质、本征值和本征函数，以及角动量耦合理论，这对于理解分子的转动和电子的轨道运动至关重要。 第二部分：量子化学方法与分子性质 分子键理论： 介绍价键理论的近似方法，如杂化轨道理论，用来解释共价键的形成和分子的几何构型。在此基础上，重点阐述分子轨道理论，包括线性组合法（LCAO）构建分子轨道，以及HOMO-LUMO能级图的意义。我们将分析双原子分子和简单多原子分子的成键情况。 近似计算方法： 介绍半经验量子化学方法（如CNDO, INDO, AM1, PM3等），它们通过引入一些经验参数，在计算精度和计算效率之间取得平衡，能够处理较大的分子体系。探讨从头算（Ab initio）方法，如Hartree-Fock（HF）方法，及其局限性，并介绍如何通过后HF方法（如组态相互作用CI，微扰理论MPn）来更精确地考虑电子相关效应。 密度泛函理论（DFT）： 详细介绍DFT的基本思想，如 Hohenberg-Kohn 定理和 Kohn-Sham 方程。重点讲解各类交换关联泛函（LDA, GGA, meta-GGA, hybrids）的特点及其在化学计算中的应用，DFT已成为目前最流行和最强大的量子化学计算方法之一。 分子结构与能量计算： 阐述如何利用量子化学计算方法预测分子的几何构型、键长、键角，并计算其热力学性质，如形成能、燃烧热等。介绍能量扫描方法，用于寻找反应路径和过渡态。 光谱性质的理论计算： 探讨如何利用量子化学计算方法模拟分子的电子吸收光谱（UV-Vis）、红外光谱（IR）和核磁共振谱（NMR）。讲解激发态的计算方法，如时间无关和时间相关的密度泛函理论（TD-DFT）在模拟吸收光谱中的作用。 第三部分：量子力学在化学研究中的应用实例 反应机理研究： 深入分析利用量子化学计算揭示化学反应机理的案例。例如，如何通过计算反应能垒、过渡态结构，来解释反应的速率和选择性。 材料科学中的应用： 探讨量子化学计算在设计和预测新型材料性质方面的作用，如半导体材料的电子结构、催化剂的活性位点、金属有机框架（MOFs）的孔道特性等。 分子模拟与药物设计： 介绍分子动力学模拟与量子化学计算的结合，用于研究生物大分子的构象变化、蛋白质-配体相互作用，以及在药物设计中的应用，如活性分子的筛选和优化。 光谱解析与结构确证： 结合实例，展示理论计算如何辅助解析复杂分子的光谱数据，以及如何进行计算化学驱动的结构确证。 本书在编写过程中，力求理论严谨性与实际应用相结合。书中穿插了丰富的实例和计算化学软件的应用指导（非具体软件操作，而是概念和原理），旨在帮助读者掌握量子力学的基本概念和计算方法，并能将其有效应用于解决实际的化学问题。本书适合化学、化工、材料等相关专业的本科高年级学生、研究生及研究人员阅读。

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这本书的章节组织逻辑虽然整体上遵循了物理化学的基础框架，但在内容衔接的流畅性上存在一些小瑕疵。比如，在从电化学过渡到表面化学时，感觉像是生硬地切换了话题，缺乏一个将两种现象统一起来的宏观视角或联系点。热力学和动力学这两个核心板块之间的交叉点——如反应速率理论中的能量分布问题——处理得也比较仓促。我期待能看到更多关于这些子学科之间相互影响、相互制约的深入分析，毕竟物理化学的精髓就在于其跨学科的综合性。此外，书中对某些重要概念（比如吉布斯自由能的引入和运用）的解释，采用了相对分散的方式，读者需要在好几个不连续的章节中寻找零散的信息点才能拼凑出一个完整的概念图景，这无疑增加了知识构建的难度和耗时。

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阅读这本书的过程，就像是在攀登一座数据和理论构筑的高山，视野辽阔但每一步都走得异常艰辛。我欣赏作者在收录最新研究成果方面的努力，确实在某些前沿领域，比如非平衡态统计力学方面，提供了非常详尽的资料。然而，这种“详尽”的代价是牺牲了阅读的节奏感。很多时候，我感觉自己像是在被动地接收信息，而不是主动地探索知识。书中很少出现那种能让人豁然开朗的“Aha!”时刻，大部分时间都在努力地将眼前的复杂性强行塞进已有的认知框架里。如果能适当地增加一些对比性的叙述——比如对比不同理论模型（如弛豫时间和扩散理论）的适用范围和局限性，而不是仅仅罗列它们的数学形式——想必能更好地帮助读者形成批判性思维，而不是仅仅满足于记住公式。这本书更适合作为研究人员的案头工具书，用来查阅特定公式的精确形式，而非作为系统学习的主教材。

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说实话，我对于书中对量子化学部分的阐述感到非常困惑。作者似乎默认读者已经具备了扎实的数学和抽象思维基础，直接跳跃到了复杂的波函数和薛定谔方程的讨论。对于我这种试图从头梳理这部分知识的人来说，缺乏一个循序渐进的引导过程。例如，在引入角动量算符的概念时，并没有清晰地解释这些算符在物理上究竟代表了什么，它们是如何从宏观的旋转概念过渡到微观粒子的描述的。这种“跳跃式”的教学方式，使得我在阅读相关章节时，不得不频繁地停下来，去查阅其他更基础的参考资料来弥补理解上的空白。教材的责任之一是搭建桥梁，将深奥的知识传达给受众，而这本书在这方面做得略显不足。它更像是位经验丰富的教授在进行一场没有预设听众的学术报告，信息量极大，但适用性却很窄。

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这本书的封面设计得十分简洁，纯白色的背景上印着黑色的书名和作者信息，给人一种严谨、专业的初印象。然而，当我翻开书页，试图寻找那些深入浅出的讲解时，却发现内容似乎有些过于晦涩难懂。大量的公式和理论推导占据了主要的篇幅，即便是对基础概念有所了解的读者，也需要花费大量的精力去消化这些密集的文字和符号。我尤其希望能看到一些更贴近实际应用的例子，毕竟“物理化学”这门学科的魅力很大程度上来源于它与现实世界的紧密联系。比如，在讨论热力学第二定律时，如果能穿插一些关于能源转换效率或者环境科学中的熵增现象，想必会让学习过程更加生动有趣。目前的叙述方式，更像是一部面向高阶研究人员的参考手册，而不是一本能引导初学者构建完整知识体系的教材。翻阅到中后部分，对复杂体系的讨论开始增多，但缺乏必要的图示和流程图来辅助理解，这使得很多抽象的概念变得更加难以捉摸，阅读体验大打折扣。

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这本书的排版布局着实让人感到有些吃力。字体选择偏小，行距也比较紧凑，长时间阅读下来，眼睛非常容易疲劳。更令人不解的是，一些关键的定义和公式竟然没有采用醒目的突出显示，而是淹没在一大片文字描述之中，这对于需要快速定位和复习重点的学生来说，无疑增加了查找的难度。我特别留意了习题部分的设计，通常来说，配套的习题是检验学习效果的重要环节。然而，这本书的习题大多是纯理论推导，缺乏计算题的配比，让人感觉像是只在“纸上谈兵”。如果能增加一些结合具体数值、要求计算平衡常数或反应速率的题目，不仅能巩固对公式的掌握，还能更好地训练我们的分析和解决问题的能力。总而言之，这本书在视觉设计和学习工具的实用性上，还有很大的提升空间，目前来看，更侧重于信息的堆砌，而非学习体验的优化。

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我的物化最早是沈文霞老师教的～

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好书

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我的物化最早是沈文霞老师教的～

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被折磨中

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好书