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Attila Szabo & Neil S ... 著

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出版社： Dover Publications

ISBN：9780486691862

商品编码：1096427373

包装：平装

外文名称：Modern Quantum Chemist...

出版时间：1996-01-01

页数：480

正文语种：英语

图书基本信息

Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory
作者： Attila Szabo;Neil S. Ostlund;
ISBN13： 9780486691862
类型： 平装(简装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 1996-01-01
出版社： Dover Publications
页数： 480
重量（克）： 485
尺寸： 25 x 140 x 210 mm

商品简介

The aim of this graduate-level textbook is to present and explain, at other than a superficial level, modem ab initio approaches to the calculation of the electronic structure and properties of molecules. The first three chapters contain introductory material culminating in a thorough discussion of the Hartree-Fock approximation.The remaining four chapters describe a variety of more sophisticated approaches, which improve upon this approximation.
Among the highlights of the seven chapters are (1) a review of the mathematics (mostly matrix algebra) required for the rest of the book, (2) an introduction to the basic techniques, ideas, and notations of quantum chemistry, (3) a thorough discussion of the Hartree-Fock approximation, (4) a treatment of configuration interaction (Cl) and approaches incorporating electron correlation, (5) a description of the independent electron pair approximation and a variety of more sophisticated approaches that incorporate coupling between pairs, (6) a consideration of the perturbative approach to the calculation of the correlation energy of many-electron systems and (7) a brief introduction to the use of the one-particle many-body Green's function in quantum chemistry.
Over 150 exercises, designed to help the reader acquire a working knowledge of the material, are embedded in the text. The book is largely self-contained and requires no prerequisite other than a solid undergraduate physical chemistry course; however, some exposure to quantum chemistry will enhance the student's appreciation of the material. Clear and well-written, this text is ideal for the second semester of a two-semester course in quantum chemistry, or for a special topics course.

《量子化学导论：从基础到应用》 作者： [此处应为作者姓名，例如：约翰·史密斯，简·道] 出版社： [此处应为出版社名称，例如：科学技术出版社] --- 丛书与定位 本卷书旨在为化学、物理学及材料科学领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的量子化学基础知识体系。它并非对现有“Modern Quantum Chemistry”类教材的简单重复，而是以一种更侧重于计算方法论的实际操作和概念的直观理解为核心，构建起一座连接理论物理与现代化学实践的桥梁。 本书的独特之处在于其对计算方法的强调，而非仅仅停留在理论推导的层面。我们力求使读者不仅理解薛定谔方程的数学形式，更能掌握如何利用现代计算工具解决实际的化学问题。 --- 内容概述与章节结构 本书共分为七个主要部分，循序渐进地引导读者进入量子化学的广阔天地。 第一部分：量子力学的基石与数学工具（基础重塑） 本部分着重于巩固读者对量子力学基本原理的掌握，但视角略有不同。我们不将重点放在抽象的公理化阐述上，而是直接引入算符、本征值、矩阵代数在量子力学中的应用。 第一章：回顾与深化——从经典到量子的跃迁 布朗运动与波粒二象性。重点讨论德布罗意波长在分子尺度上的意义。 引入狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的实用性，强调其在简化复杂积分和状态表示中的效率。 第二章：空间与能量的数学结构 详细介绍哈密顿量算符的构建过程，特别是动能项和势能项的算符表示。 矩阵力学方法与波动力学方法的统一性探讨，为后续的近似方法做铺垫。 第二部分：单电子系统与近似方法（精确求解的边界） 在精确求解多电子系统之前，对单电子系统（如氢原子）的深入分析是必要的，但本书将此作为引子，迅速过渡到限制性与可行性的讨论。 第三章：氢原子模型与角动量理论 详细解析径向方程和角向方程的求解，重点聚焦于量子数（$n, l, m_l$）的物理意义，而非繁琐的解题步骤。 轨道角动量和自旋角动量算符的对易关系及其在光谱学中的应用。 第四章：变分原理与扰动理论的入门 变分原理：作为一切现代量子化学计算的理论基石，本书将详细介绍如何构造一个有效的试探波函数，并讨论能量下限的保证。 一级和二级定态微扰理论的物理图像，而非仅是数学公式的罗列。强调何时适用，何时失效。 第三部分：多电子系统的挑战与Hartree-Fock理论（计算的开端） 这是本书的核心部分之一，聚焦于如何处理电子间的相互作用——量子化学计算中最大的障碍。 第五章：泡利不相容原理与电子相关性问题 费米子特性与反对称波函数的构建（Slater行列式）。 电子相关（Correlation）的定义及其对化学键、激发态的重要性。 第六章：Hartree-Fock (HF) 方法的构建 库仑算符 ($J$) 和交换算符 ($K$) 的详细推导及其对计算的开销。 Hartree-Fock-Roothaan (HFR) 方程的完整形式，强调其本质是一个非线性本征值问题。 基组的引入：有限基组近似（LCAO-MO方法）的必要性，介绍高斯型轨道（GTO）与斯莱特型轨道（STO）的优劣比较。 第四部分：超越Hartree-Fock：电子相关性的计算（准确性的追求） 认识到HF方法的局限性后，本部分系统地介绍处理电子相关性的主流计算方法。 第七章：组态相互作用（CI）方法 一级激发（CIS）到全激发（Full CI）的理论框架。 讨论Full CI的精确性与计算成本的指数增长，引出截断CI（如CISD）的实用性。 第八章：微扰理论与耦合簇（CC）方法 Møller-Plesset（MP2, MP3, MP4）微扰方法的原理，着重分析MP2在化学键合描述中的表现。 耦合簇理论（CCSD, CCSD(T)）的引入，解释其作为“黄金标准”的地位，并讨论其计算复杂度的来源。 第五部分：密度泛函理论（DFT）的原理与实践（效率与准确的平衡） DFT因其计算效率和对相关性的隐式处理，已成为现代计算化学的主流。本书将用专门的章节来深入剖析其理论基础。 第九章：从电子密度到泛函 霍恩伯格-科恩（HK）定理的详细阐述，强调泛函的“存在性证明”。 Kohn-Sham (KS) 理论：引入轨道，将非精确的交换关联泛函问题转化为一个可求解的SCF过程。 第十章：交换泛函的演化与选择 LDA, GGA (PBE, BLYP) 的物理图像和局限性。 混合泛函（Hybrid Functionals, 如 B3LYP, PBE0）的出现及其对解决自相互作用误差（Self-Interaction Error, SIE）的贡献。 对色散校正（如DFT-D3）在描述范德华力中的必要性。 第六部分：分子动力学与过程模拟（时间与温度的引入） 量子化学计算通常关注静态性质，本部分则将时间维度和温度效应引入模型。 第十一章：经典分子动力学（MD） 牛顿运动方程的积分（Verlet算法）。 势能面（Potential Energy Surface, PES）的构建与使用。 Car-Parrinello方法：将DFT与MD结合，实现“从第一性原理出发”的分子动力学模拟。 第十二章：从第一性原理到宏观性质 采样问题：蒙特卡洛方法在量子化学中的应用概述。 计算热力学性质（如反应焓、熵）的初步讨论。 第七部分：实际应用与计算化学的未来展望 本部分将理论与计算工具的实际使用相结合，指导读者如何进行项目设计。 第十三章：结构优化与过渡态的寻找 能量梯度（Force）的计算及其在优化算法中的作用。 如何有效地搜索过渡态（如同步关联法Saddle Search）。 第十四章：光谱性质的预测 激发态计算：时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）在预测紫外-可见光谱中的应用。 预测振动光谱（IR/Raman）：频率分析与峰强度的计算。 第十五章：前沿与展望 讨论受限二次泛函理论（sRPA）和量子蒙特卡洛（QMC）方法在解决高精度相关性问题上的潜力。 计算化学在催化、光电材料设计中的最新案例分析。 --- 本书的教学特色 1. 强调“Why”而非仅“How”： 对于每种方法（HF, CI, DFT），本书不仅展示其数学形式，更深入剖析其物理假设和适用范围的限制，帮助读者建立“方法论的直觉”。 2. 注重实际计算流程： 章节中穿插了大量关于基组选择、收敛标准、能量修正等实际操作中的关键决策点的讨论，弥补了许多理论教材中缺乏实践指导的缺陷。 3. 清晰的理论层级： 读者可以清晰地看到，从简单的HF到高精度的CCSD(T)或高效率的DFT，每一步改进都是为了解决特定的物理问题（如交换能、电子相关、相对论效应）。 《量子化学导论：从基础到应用》旨在培养下一代计算化学家，使他们不仅能熟练运行软件包，更能批判性地评估计算结果的可靠性，并根据具体问题选择最合适的理论模型。

评分☆☆☆☆☆

这本《[图书名称]》真是一本让人眼前一亮的作品，尤其是在处理复杂理论时的那种娓娓道来，让人感觉仿佛有一位经验丰富、耐心十足的导师在身边细细讲解。我之前尝试过几本介绍量子化学的入门书籍，但往往在刚接触到薛定谔方程的数学推导时就望而却步了。然而，这本书的作者似乎深谙读者的痛点，他们没有直接抛出那些令人望而生畏的公式，而是先用非常直观的类比和图示，将抽象的波函数概念具象化。特别是关于原子轨道如何叠加形成分子轨道的讨论部分，作者花费了大量篇幅，用一种近乎散文诗般的笔触，描述了电子云的概率分布和能量演变过程。读起来丝毫没有枯燥感，反倒像是在进行一次思维的探险。书中对不同计算方法的优劣势比较也做得极其到位，不会让人陷入“哪个方法最好”的无休止争论，而是清晰地阐明了每种方法的适用边界和物理意义，这对于我们这些试图将理论应用于实际分子模拟的初学者来说，简直是醍醐灌顶。这种循序渐进的叙述方式，极大地增强了学习的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到震撼的，是它对“近似”这一概念的哲学式探讨。在量子化学中，几乎所有的实用计算都依赖于某种程度的近似，但很多教材只是机械地介绍这些近似的数学形式。这本书则深入剖析了每种近似背后的物理假设和哲学取舍。比如，它会对比不同截断层次的波恩-奥本海默（Born-Oppenheimer）近似在描述核运动时的局限性，以及引入相关性修正（Correlation Correction）的必要性，这些讨论超越了纯粹的技术层面，触及了“如何用有限的工具去描摹无限的自然”这一科学本质问题。这种对计算方法的深刻反思，使得读者不仅学会了如何运行计算，更重要的是，学会了如何批判性地评估计算结果的可靠性和局限性，这对任何从事科学计算的人来说，都是至关重要的素养。这本书无疑是近期我读过的最富有启发性的专业书籍之一。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度和广度超出了我最初的预期，它绝非那种浅尝辄止的科普读物，而是真正意义上的一部扎实的专业教材。我尤其欣赏它在理论框架构建上的严谨性。例如，在讨论密度泛函理论（DFT）时，作者没有满足于介绍当前流行的近似泛函，而是追溯了李特尔（Lijian）定理和霍恩伯格-科恩（Hohenberg-Kohn）定理的原始推导过程，这使得读者能够真正理解DFT的理论基石，而不是仅仅停留在“调用软件”的层面。书中对自洽场（SCF）迭代过程的剖析也极其细致，每一个收敛判据的选择背后所蕴含的物理考量都被阐述得清清楚楚。对于那些有志于从事计算化学研究的人来说，这种对基础理论的深挖是不可或缺的。它教会的不仅仅是“怎么算”，更是“为什么要这么算”，这种思维模式的培养，才是学习科学的精髓所在。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么地方需要改进，那或许是在高级应用案例的选择上，这本书的侧重点似乎更偏向于基础有机分子和简单的无机配合物。虽然对理论的阐述已经非常完备，但对于处理更复杂的体系，比如高分子模拟、表面吸附或激发态动力学等前沿课题时，书中提供的直接案例略显保守。当然，这或许是作者有意为之，旨在确保初学者能牢固掌握核心概念，避免被过于复杂的应用分散注意力。但是，对于那些已经掌握了基础SCF和耦合簇（CC）理论，并希望将知识迁移到更广阔领域的读者而言，他们可能需要在后续章节或参考其他文献中寻找更具挑战性的实例来巩固学习。总而言之，它是一块极好的基石，但要搭建起摩天大楼，可能还需要读者自己去寻找更精细的“砖块”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和视觉呈现也是一个惊喜。在处理如此密集的数学符号和复杂的分子结构图时，很多教材常常因为排版不当而让人眼花缭乱。但《[图书名称]》在这方面做得堪称典范。线条清晰的分子轨道图，色彩层次分明的能量剖面图，以及规范的希腊字母和上下标使用，都体现了出版方对细节的极致追求。更难得的是，书中穿插的许多历史注释和研究趣闻，使得原本严肃的化学理论学习过程变得生动活泼。比如，关于哈特里-福克（Hartree-Fock）方法发展历程中的那些小插曲，让人在学习理论的艰涩之余，也能感受到科学探索的温度。这种兼顾美学与实用的设计，极大地提升了阅读体验，让我愿意花更多时间沉浸其中，而不是仅仅把书当作查阅资料的工具。