中科大量子化学课件 第一章 量子力学基础.pdf

量 子 化 学 中国科学技术大学 化学与材料科学学院 什么是量子化学? 量子化学是以量子力学的原理和方法为基础，研 究各种化学问题的科学。 量子化学已有近百年的发展历史。 量子化学不仅提供很多有用的概念指导化学实践 ，而且也能提供定量的理论计算结果，与实验比较。 量子化学与化学的其他分支相互交叉渗透，促进 了化学学科的发展，是化学理论的重要组成部分。 • 无机分子、金属配合物的结构和成键特性 • 有机分子的结构、性质和成键特性 • 分子光谱的产生机制、光谱解析 • 分子的光、电、热性质，反应动力学、催化 • 生物大分子的结构和性质、酶的作用机理 基 本 内 容 第一章 量子力学基础 第二章 原子结构 第三章 双原子分子 第四章 分子的对称性与群论基础 第五章 多原子分子的电子结构 第六章 计算量子化学概要 教 材 《Quantum Chemistry》I.V.Levine, Prentice Hall,2000 参 考 书 《量子化学》（上），徐光宪，黎乐民，科学出版社. 《物质结构导论》，李俊清等，中国科学技术大学出版社 第一章 量子力学基础 本章主要内容： 微观粒子波粒二象性与波函数 Schrodinger方程、势箱中粒子 量子力学基本假设 力学量算符 轨道角动量 §1-1 微观粒子的波粒二象性 一、量子论的实验基础 1、 黑体辐射 Wein经验公式： C −T ν ρν T( ,νC) e 1 3 2 Rayleigh-Jeans公式： 8π ( , ) 2 2 ρν TkT∝ν T ν 3 c Planck公式： πν 8ε 2 ( , ) T 0 ρν 3 εν kT c e 0 −1 E n ε n 0 ε ν h h为Planck常数 0 2.光电效应与光子学说 实验表明： （1）产生光电效应的光有频率阈值ν0， （2）光电效应产生的光电子能量与ν有关，与光强无关。 1905年，Einstein提出光量子学说（光子学说）――光具有粒子性。 Planck-Einstein关系式： E h ν ⎧ ⎨ P h / λ ⎩ 1923年，Compton 散射实验： ′