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出版者:科学出版社

作者:徐光宪

出品人:

页数:584

译者:

出版时间:2009-6

价格:68.00元

装帧:

isbn号码:9787030220394

丛书系列:量子化学基本原理和从头计算法第2版

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具体描述

《量子化学(第2版):基本原理和从头计算法(中册)》（第二版）分为上、中、下三册。上册讲述量子力学的基本原理、处理问题的基本方法和数学工具以及最重要的普遍性结论，中册介绍重要的量子化学计算方法，下册介绍量子化学研究的高级理论方法。《量子化学(第2版):基本原理和从头计算法(中册)》是中册，共有8章，第9章介绍量子化学积分（一）S1ater函数，第10章介绍量子化学积分（二）Gauss函数，第11、12章分别介绍原子结构的多重态理论和原子结构的自洽场计算，第13章介绍分子的自洽场计算，第14章介绍电子相关问题，第15章介绍密度泛函理论方法，第16章介绍有效芯势方法。

《量子化学(第2版):基本原理和从头计算法(中册)》可作为量子化学专业研究生教材或者教学参考书，也可供对量子化学基础知识要求比较高的大学高年级学生以及相关专业的教师和科研人员学习参考。

《分子光谱学原理与应用》作者：张伟，李明出版社：科学技术文献出版社版次：第一版页数：约 700 页装帧：精装 --- 内容简介本书是一部系统阐述分子光谱学基本原理、实验技术及其在现代科学研究中广泛应用的专著。全书内容涵盖了从基础理论到前沿技术的多个层面，旨在为化学、物理、材料科学以及生物医学等领域的学生、研究人员和专业技术人员提供一部全面而深入的参考指南。本书结构清晰，逻辑严密，从分子能级和量子力学基础出发，逐步深入到各类光谱技术的核心原理，并结合大量实例展示了其在结构解析、动力学研究和物质表征中的强大能力。第一部分：基础理论与仪器原理第一章：分子能级与量子力学基础本章回顾了量子力学在分子系统中的基本应用，重点讲解了哈密顿量、薛定谔方程在分子体系中的构建与求解。详细阐述了分子的电子能级、振动能级和转动能级是如何量子化并相互耦合的。引入了玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）及其在处理分子振动与转动问题中的重要性。此外，本章还讨论了分子偶极矩、选择定则（Selection Rules）的推导，这些是理解光谱信号起源的关键。第二章：辐射与物质的相互作用本章深入探讨了电磁辐射的性质，包括光子的概念、光场的经典描述与量子描述。核心内容是吸收、发射（自发辐射与受激辐射）过程的速率理论，基于费米黄金定则（Fermi's Golden Rule）推导出不同跃迁类型的概率。讨论了线宽（Line Width）的物理本质，包括自然线宽、多普勒展宽和碰撞展宽，并解释了这些因素如何影响实际光谱的形状。第三章：光谱仪器的基本结构与组件本章聚焦于现代光谱仪器的工程实现。详细介绍了光源的选择与特性，包括连续光源（如卤钨灯、氘灯）和特定波长光源（如激光器、汞灯）。随后，深入分析了色散元件，如棱镜、光栅的工作原理和效率，以及它们在实现波长分离中的作用。对于探测器部分，系统介绍了光电倍增管（PMT）、CCD/CMOS 阵列探测器的工作机制、响应特性及噪声来源。最后，讨论了样品池、光路设计以及数据采集与处理的基本流程。第二部分：主要分子光谱技术第四章：分子振动光谱：红外与拉曼散射本章系统讲解了分子振动的基础——简谐振子模型与非简谐性对实际光谱的影响。红外吸收光谱（IR）：重点分析了分子振动中偶极矩的变化如何导致红外吸收。详细讨论了傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的工作原理，特别是干涉图的采集与傅里叶反变换的数学基础，以及高分辨率谱图的获取方法。对特征峰的归属和官能团的识别进行了详尽的实例分析。拉曼散射光谱（Raman）：阐述了拉曼效应的量子力学起源，即分子极化率的二次微商。对比了瑞利散射与拉曼散射的机制差异。着重介绍了共振拉曼（Resonance Raman）技术在研究激发态分子中的应用。第五章：电子光谱学：紫外-可见（UV-Vis）吸收与荧光本章聚焦于分子中电子能级的跃迁。紫外-可见吸收光谱：讨论了 $pi o pi^$, $n o pi^$, $n o sigma^$, $d-d$ 等典型电子跃迁的能量范围和特征。详细分析了斯托克斯斯切夫斯基图（Stoke’s Shift）的形成机理。深入探讨了摩尔吸光系数（$epsilon$）的物理意义，以及比尔-朗伯定律在实际应用中的局限性。荧光与磷光光谱：详述了电子激发态的辐射弛豫过程，包括激子理论、辐射寿命、量子产率的测定方法。重点分析了荧光寿命成像（FLIM）技术在生物探针和材料研究中的应用。讨论了激发态分子内质子转移（ESIPT）等复杂的光物理过程。第六章：高分辨旋转光谱：微波与太赫兹技术本章专注于分子转动能级的研究。介绍了微波光谱（Rotational Spectroscopy）如何提供极其精确的分子几何结构信息。讨论了同位素取代对转动常数的影响，以及如何利用微波技术确定键长和键角。太赫兹光谱作为远红外谱段的延伸，被用于研究弱相互作用复合物和软物质振动模式。第三部分：高级技术与应用前沿第七章：光谱动力学：时间分辨技术本章转向研究分子随时间演化的过程。瞬态吸收光谱（Transient Absorption）：详细介绍皮秒和飞秒时间分辨技术，包括飞秒激光器的产生原理（如锁模技术）和泵浦-探测（Pump-Probe）实验的设置。应用于研究光化学反应的初级步骤、能量转移和电荷分离过程。二维光谱学（2D Spectroscopy）：深入讲解了二维电子光谱（2DES）和二维红外光谱（2DIR）的原理，这两种技术通过引入时间作为第二个维度，有效地分离了波谱中的重叠峰，揭示了复杂的能量传递路径和结构弛豫机制。第八章：表面与界面光谱学本章探讨了如何将光谱学应用于研究材料的表面和界面。详细介绍了表面增强拉曼散射（SERS）的增强机理，包括电磁效应和化学效应。讨论了表面等离子体共振（SPR）光谱技术在生物分子传感中的应用。此外，还涵盖了吸收光谱在光电子能带结构分析中的作用。第九章：光谱数据分析与计算模拟的结合本章强调了现代光谱学与计算化学的协同作用。介绍了密度泛函理论（DFT）计算在预测分子振动频率、电子跃迁能量和光谱强度方面的应用。讨论了如何利用计算结果来解析复杂的实验光谱，例如将计算的激发态结构与实验观测到的斯托克斯位移相关联。本章还概述了数据降维和机器学习方法在处理高维光谱数据（如高光谱成像）中的最新进展。 --- 本书特色：理论深度与实践广度兼备：既有严格的量子力学推导，又不乏对最新实验仪器的工程细节描述。强调选择定则：贯穿全书，清晰解释了哪些跃迁是“允许的”以及为什么。丰富的实例分析：结合了有机化学、无机化学、生物物理和材料科学中的经典案例，突出光谱学解决实际问题的能力。面向前沿：专辟章节介绍二维光谱学、飞秒动力学等处于研究前沿的技术。本书是分子光谱学领域一本不可或缺的、兼具参考价值和教学深度的权威著作。

作者简介

目录信息

第二版序
第一版序
第9章量子化学积分（一）Slater函数
9.1 引言
9.2 正交曲线坐标系
9.2.1 矢量微分算符
9.2.2 Laplace算符▽2在球坐标系的表达式
9.2.3 广义坐标系
9.2.4 Laplace算符在正交广义坐标系的表达式
9.2.5 椭圆坐标系
9.2.6 圆柱坐标系中的▽2
9.31／r12的展开式
9.3.11／r12在球坐标系的展开式
9.3.21／r12在椭圆坐标系中的展开式（Neumann展开）
9.4 某些有用的定积分
9.4.1 An和Bn积分
9.4.2 Cn、Dn、Fn和Gn积分
9.4.3 Sβα（p；q；n）函数
9.5 单中心积分
9.5.1 动能积分
9.5.2 电子—核吸引能积分
9.5.3 单中心电子—电子相互作用能积分
9.6 双中心积分
9.6.1 重叠积分
9.6.2 动能积分
9.6.3 电子—核吸引能积分
9.6.4 电子—电子相互作用能积分
参考文献
习题
第10章量子化学积分（二）Gauss函数
10.1 Gauss函数
10.1.1 未归一化的Gauss函数（GTO）
10.1.2 归一化GTO
10.2 用GTO拟合STO
10.2.1 STO指数标准化
10.2.2 用GTO拟合标准化STO
10.2.3 用GTO拟合非标准化STO
10.3 г函数及有关定积分
10.3.1 г函数
10.3.2 半整数г函数——包含exp（—ax2）的积分
10.3.3 包含exp（—ax2—bx）的积分
10.4 GTO乘积定理
10.4.11s型乘积定理
10.4.2 广义GTO乘积定理
10.5 GTO的归一化
10.6 重叠积分
10.6.11s型重叠积分（arA|brB）的求值
10.6.2 重叠积分的一般公式
10.6.3 归一化GTO的重叠积分
10.7 动能积分
10.7.1 GTO的微商
10.7.2 动能积分公式
10.7.3 动能积分特例
10.8 不完全г函数Fm（w）
10.8.1 定义
10.8.2 递推关系
10.8.3 Fm（w）的幂级数形式
10.8.4 Fm（w）的Padé近似表示式
10.8.5 Fm（w）的微商公式
10.91s型电子—核吸引能积分
10.101s型电子排斥能积分
10.11 广义GTO的势能积分
10.11.1 广义GTO的递推公式
10.11.2 电子—核吸引能积分
10.11.3 电子排斥能积分
参考文献
习题
第11章原子结构的多重态理论
11.1 全同粒子体系的交换对称性和Pauli原理
11.1.1 量子力学的多体问题
11.1.2 全同粒子的交换对称性
11.1.3 体系状态的对称性守恒，Pauli原理
11.1.4 轨道近似，Slater行列式
11.2 多电子原子的结构
11.2.1 Schr？odinger方程
11.2.2 无微扰态、中心场近似和自旋轨道
11.2.3 零级近似波函数
11.2.4 电子组态
11.2.5 一级近似波函数
11.2.6 L—S耦合
11.3 谱项及属于谱项的波函数
11.3.1 谱项的推算
11.3.2 各种组态的谱项
11.3.3 属于谱项的波函数ψ（LMLSMS）
11.3.4 阶梯算符公式的推导
11.3.5 d2组态各谱项的ψ（LMLSMS）的推导
11.3.6 投影算符法推导ψ（LMLSMS）
11.4 谱项的能量
11.4.1 Slater行列式和波函数的矩阵元
11.4.2 原子的能量矩阵元
11.4.3 谱项的能量
11.4.4 已充满壳层的作用和互补组态的能量
11.4.5 组态平均能量
11.4.6 Slater积分的实验拟合
11.5 磁相互作用
11.5.1 考虑旋—轨耦合的氢原子
11.5.2 多电子原子中的磁相互作用
11.5.3 j—j耦合
11.5.4 Zeeman效应
11.5.5 原子光谱的指认
参考文献
习题
第12章原子结构的自洽场计算
12.1 闭壳层组态的Hartree—Fock方程
12.1.1 自洽场近似和Hartree方程
12.1.2 闭壳层组态的Hartree—Fock方程的变分推导
12.1.3 Hartree—Fock方程的一些性质
12.1.4 Koopmans定理
12.1.5 Brillouin定理
12.2 开壳层组态的Hartree—Fock方法
12.2.1 自旋非限制的Hartree—Fock方法
12.2.2 限制的Hartree—Fock方法
12.3 径向Hartree—Fock方程
12.3.1 原子的Hartree—Fock计算
12.3.2 超Hartree—Fock方法
12.4 径向Hartree—Fock方程的求解
12.4.1 径向Hartree—Fock方程的性态
12.4.2 齐次方程的数值解法
12.4.3 径向Hartree—Fock方程的数值解法
12.4.4 径向Hartree—Fock方程的分析解法
参考文献
习题
第13章分子的自洽场计算
13.1 分子电子结构概述
13.1.1 Born—Oppenheimer近似与单粒子近似
13.1.2 分子的电子多重态结构和谱项
13.1.3 分子谱项的能量和波函数
13.2 分子轨道的自洽场方程
13.2.1 LCAO—MO近似
13.2.2 闭壳层组态的Hartree—Fock—Roothaan方程
13.2.3 开壳层组态的限制性Hartree—Fock—Roothaan方程
13.2.4 非限制性Hartree—Fock—Roothaan方程
13.2.5 自旋态的纯化
13.3 分子轨道的自洽场计算
13.3.1 自洽场计算过程
13.3.2 一个具体的例子——氨分子的自洽场计算
13.3.3 基函数的选择
13.3.4 分子积分的存储和使用
13.3.5 本征值方程的求解
13.3.6 迭代收敛问题
13.3.7 直接自洽场计算方法
13.4 分子对称性的利用
13.4.1 简化分子积分的计算
13.4.2 节省内存
13.4.3 简化本征值方程的求解
13.5 物理量的计算
13.5.1 体系总能量与分子几何构型优化
13.5.2 分子振动频率
13.5.3 电离能和激发能
13.5.4 电荷密度分布与其形貌学分析
13.5.5 电子布居分析
13.6 定域分子轨道
13.6.1 正则（离域）分子轨道与定域分子轨道的等价性
13.6.2 定域准则.正交定域轨道
13.6.3 紧缩的非正交定域轨道
13.6.4 直接计算自洽场定域轨道的方法
参考文献
习题
第14章电子相关问题
14.1 电子相关作用
14.1.1 物理图像
14.1.2 电子相关能
14.2 组态相互作用
14.2.1 波函数的组态展开
14.2.2 波函数的歧点条件
14.2.3 动态相关能的计算
14.2.4 非动态相关能的计算，多组态自洽场方法
14.3 组态相互作用计算中的一些具体问题
14.3.1 概述
14.3.2 基组选择
14.3.3 分子轨道基组的选择
14.3.4 组态函数的选择
14.3.5 分子积分的计算和变换
14.3.6 构成有正确对称性的组态函数
14.3.7 Hamilton矩阵元的计算
14.3.8 Hamilton矩阵的对角化
14.3.9 大小一致性和大小广延性
14.4 约化密度矩阵和自然轨道
14.4.1 约化密度矩阵
14.4.2 CI波函数的密度矩阵
14.4.3 自然轨道
14.4.4 近似自然轨道
14.5 微扰理论方法
14.5.1 多体微扰理论
14.5.2 图解方法
14.5.3 Brueckner—Goldstone定理
14.5.4 对部分高级项求和与微扰—变分方法
14.6 耦合簇理论
14.6.1 波函数的耦合簇展开
14.6.2 耦合电子对近似
14.6.3 耦合簇理论
14.6.4 几种理论方法的比较
14.7 量子蒙特卡罗方法
14.7.1 随机变量的概率分布函数和概率分布密度函数
14.7.2 实现随机变量按指定概率分布密度函数取值的方法
14.7.3 变分Monte Carlo方法
14.7.4 扩散Monte Carlo方法
14.7.5 试用波函数
14.7.6 与其他方法的比较
14.8 显含电子间距离坐标的相关能计算方法
14.8.1 波函数显含电子间距离坐标的必要性
14.8.2 超相关方法
14.8.3 相关穴方法
参考文献
习题
第15章密度泛函理论方法
15.1 基态密度泛函理论
15.1.1 历史回顾
15.1.2 Hohenberg—Kohn定理
15.1.3 约束搜索方法定义的能量密度泛函
15.1.4 Kohn—Sham方程
15.1.5 Janak定理——过渡态方法
15.1.6 一些化学概念的明确定义
15.1.7 自旋密度泛函理论
15.1.8 相对论性密度泛函理论
15.2 近似密度泛函的显表达式
15.2.1 局域密度近似（LDA泛函）
15.2.2 含密度梯度校正的泛函（GGA类泛函）
15.2.3 含密度梯度和动能密度的交换—相关能泛函（meta—GGA类泛函）
15.2.4 绝热关联.杂化型泛函
15.2.5 优化有效势方法
15.2.6 交换—相关能密度泛函应该满足的一般性条件
15.2.7 近似能量密度泛函的质量评估
15.2.8 目前存在的主要问题和前景展望
15.3 密度泛函计算方法
15.3.1 求解Kohn—Sham（K—S）方程的计算过程
15.3.2 库仑势的计算
15.3.3 矩阵元的数值计算方法
15.3.4 能量差值的直接计算
15.3.5 含重元素体系的密度泛函计算
15.4 激发态与电子多重态结构的能级
15.4.1 系综密度泛函理论与过渡态方法
15.4.2 多重态结构能级的计算
15.4.3 绝热关联—微扰理论方法
15.4.4 MRCI—DFT方法
15.4.5 含时密度泛函理论方法
参考文献
第16章有效芯势方法
16.1 原子模型势
16.1.1 非相对论模型势
16.1.2 相对论模型势
16.2 原子赝势和赝波函数
16.2.1 原子赝势和赝波函数
16.2.2 形状一致赝势（模守恒势）
16.2.3 可分离赝势、超软赝势
16.2.4 能量一致赝势
16.3 分子和固体的有效芯势计算
16.3.1 分子和固体的有效芯势方程
16.3.2 芯极化赝势
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

很可惜介绍这本中册已经很难买到了。只剩下上册和下册还在印刷出版。其实如果从介绍从头算原理而言，这本中册才是精华。看过这套丛书的上册和下册，严谨的数学推导让人肃然起敬。有些书的数学推导，细节不够详细，思路不够连贯，甚至从网上随便就可以搜到。但是徐院士的推导...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我对这类专业书籍的侧重点，通常在于其内容的深度和广度是否能跟上最新的科研前沿。这本书在基本原理的阐述上做到了详尽无遗，从薛定谔方程的基础推导开始，逐步过渡到各种近似方法的应用，逻辑链条非常完整，几乎没有阅读上的跳跃感。尤其是在讨论特定计算方法（比如密度泛函理论）时，作者并没有停留在概念的介绍，而是深入到了泛函的选择依据、误差来源以及实际应用中的注意事项，这种层层递进的讲解方式极大地帮助了读者建立起一个系统且批判性的认知框架。我特别欣赏作者在介绍复杂算法时的那种“庖丁解牛”式的分解能力，将一个庞大的计算流程拆解成若干个易于理解的模块，并且辅以恰当的数学工具支持，让人感觉高深的理论不再遥不可及。对于希望将理论知识转化为实际计算能力的人来说，这种详尽而务实的讲解风格，是比任何花哨的介绍都来得更实在的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量着实让人眼前一亮，拿到手的时候，那种沉甸甸的质感就让人觉得内容必然扎实。纸张的选取很有品位，不是那种廉价的反光纸，阅读起来非常舒适，即使长时间盯着那些复杂的公式和图表也不会感到眼睛疲劳。装订得非常牢固，翻阅起来毫无散页的担忧，这对于一本需要频繁查阅的参考书来说至关重要。封面设计也很有现代感，不像传统教材那样古板，反而带有一丝艺术气息，这使得它在书架上显得格外出众。打开书本后，内页的排版更是体现了出版方的用心，字体大小适中，段落之间的留白恰到好处，使得逻辑结构一目了然。尤其值得称赞的是插图和示意图的清晰度，那些复杂的分子轨道图和能量面图都描绘得极其精细，即便是初学者也能较快地捕捉到关键信息。总而言之，从物理实体来看，这是一本制作精良、极具收藏价值的学术用书，看得出在每一个细节上都下了不少功夫，让人对内部内容的期待值瞬间拉满。

评分☆☆☆☆☆

我在翻阅这本书时，最直观的感受是其组织结构的逻辑性和层级感极强。它仿佛搭建了一个精密的知识金字塔，从最基础的量子力学公设开始，稳步向上，每增加一个概念或方法，都像是为上层的复杂理论打下了一个坚实的地基。章节之间的衔接处理得非常顺滑，你会发现一个章节结尾留下的疑问，总能在下一章节的开头得到完美的解答和延伸，这使得整体阅读体验非常连贯，完全没有那种“断层感”。对于希望系统性学习的人来说，这种结构设计是最佳的辅助。此外，书目索引和术语表的制作也十分详尽，当你需要快速回顾某个特定概念或数学符号时，查找起来毫不费力，极大地提升了工具书的使用效率。这种细致入微的编排，让阅读过程充满了被尊重和被引导的舒适感，充分体现了作者对读者学习路径的深度考量。

评分☆☆☆☆☆

说实话，选择一本关于量化计算的书，很大程度上是看重其在不同计算体系和应用场景下的覆盖面。这本书在这方面表现得非常均衡和全面。它不仅深入探讨了小分子体系的精确计算方法，如耦合簇理论（CC）的各种变体，更重要的是，它花了相当的篇幅来讨论如何将这些方法扩展到处理更具挑战性的体系，比如过渡金属配合物或电子激发态。这种对“前沿难题”的关注度，体现了作者对当前研究热点有着敏锐的洞察力。我尤其关注了其中关于非绝热过程模拟的部分，作者清晰地梳理了梯度交叉点理论的数学基础和数值实现上的难点，这对于从事动力学模拟方向的研究人员来说，提供了宝贵的参考框架。它不仅仅是一本理论手册，更像是一份实战指南，指引读者如何在高难度研究课题中找到有效的计算切入点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格，用一个词来形容就是“严谨的对话感”。作者的语气不像某些教材那样高高在上，而是像一位经验丰富的导师在耐心引导你探索未知的领域。虽然主题是高度抽象的量子力学和计算方法，但作者总是能找到巧妙的类比和现实世界的例子来锚定那些抽象的概念，这极大地降低了初学者望而生畏的门槛。例如，在解释电子结构理论中的基组收敛性问题时，作者不仅给出了理论解释，还穿插了一些历史上的争论和不同流派的观点，使得学习过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的公式堆砌。而且，书中的例题和习题设计得非常巧妙，它们并非简单的公式代入，而是需要读者综合运用前面章节所学的多方面知识才能解答，真正做到了学以致用，并且能够有效检验对概念的掌握程度。这种在学术深度与教学亲和力之间找到的平衡点，是许多同类书籍难以企及的。

评分☆☆☆☆☆

当年要是好好学学DFT，现在就不会这么懵逼了

评分☆☆☆☆☆

居然不用bracket符號……現在看到積分號就頭疼……

评分☆☆☆☆☆

大概是看过了。。。//计算细节之后再看！

评分☆☆☆☆☆

期末复习资料。。。

评分☆☆☆☆☆

量子化学好像发展不大了的感觉