4.1 计算材料学背景 4.2 原子尺度模拟方法 4.3 从薛定谔方程到密度泛函理论 4.4 力学性质的第一原理计算

一、平衡态 热力学系统（热力学研究的对象）： 大量微观粒子（分子、原子等）组成的宏观物体。 外界：热力学系统以外的物体。 系统分类（按系统与外界交换特点）： 孤立系统：与外界既无能量又无物质交换 封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换 开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换

一、应用无机化学基本理论： 二、热力学原理与四大平衡 三、结构原理（原子、分子、晶体） 四、系统地学习元素周期表各族元素的重要单质、化合物的存在、制备、物理性质和化学性质及其实际应用

按照点阵结构理论，晶体的主要特征是其结构基元作周期性的排列，但实际晶体中 的原子或离子总是或多或少地偏离了严格的晶体周期性，因而出现了各种各样的结构缺 陷，并对晶体的各种物理性质产生的重要影响。根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺 陷可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。本章主要讲述晶体缺陷的典型形式以及对 晶体性质的主要影响

运用密度泛函理论计算一系列黄原酸甲酸酯捕收剂的几何构型和电子结构,结合Klopman的普遍化微扰理论,研究前线轨道性质(形状和能量)、自然键轨道电荷、电负性、绝对硬度等参数与捕收剂浮选性能之间的相关性.黄原酸甲酸酯的键合原子为C＝S双键中的S原子,最高占据轨道能量、自然键轨道电荷、电负性等参数只能推断捕收剂的浮选活性.黄原酸甲酸酯所表现出的选择性,主要是因为黄铜矿表面Cu原子的d轨道电子转移到捕收剂的最低空轨道(LUMO)和能量第二低空轨道(LUMO+1)形成反馈π键,从而增强了捕收剂对黄铜矿的浮选能力.空轨道能量(ELUMO、ELUMO+1)大小可较好地解释捕收剂的选择性强弱

5.1 从头计算法(ab initio) 5.1.1 哈特利-福克-罗汤(Hartree-Fock-Roothaan)方程 方程) 5.1.2 从头计算法 5.1.3 基函数的选择 5.2 分子轨道的近似计算方法 5.2.1 CNDO 法 5.2.2 EHMO 法 5.3 Huckel 分子轨道法 5.3.1 Huckel 近似 5.3.2 丁二烯 HMO 久期方程的解 5.3.3 离域能 5.4 HMO 方法的应用 5.4.1 链共轭多烯和单环平面共轭多烯 5.4.2 无机共轭分子 5.4.3 离域 π 键形成的条件 5.4.4 电荷密度 5.4.5 键级 5.4.6 自由价 5.4.7 分子图 5.5 杂化轨道理论 5.5.1 杂化轨道 5.5.2 杂化轨道中的系数 5.5.3 sp,sp 2和 sp 3 等性杂化轨道 5.5.4 不等性杂化轨道 5.5.5 d-s-p 杂化 5.6 离域分子轨道和定域分子轨道 5.6.1 两种分子轨道的特点 5.6.2 两种分子轨道间的变换 5.7 缺电子分子和多中心键 5.7.1 硼烷的电子结构 5.7.2 其它缺电子分子 5.8 分子的几何构型 5.8.1 三原子分子的几何构型—沃尔斯(Walsh)规则 5.8.2 多原子分子的几何构型——价电子对互斥理论 习题

1.4 倒易点阵和布里渊区 (Reciprocal lattice; Brillouin zones) 一. 定义 二. 倒易点阵和晶体点阵的关系 三. 倒易点阵的物理意义 四. 倒易点阵实例 五. 布里渊区 1.5 晶体结构的实验研究 一. 晶体中的衍射现象 二. 晶体衍射的几何理论 三. 实验方法简介 四. 影响衍射强度的因素 五. 研究实例 六. 电子衍射和中子衍射 七. 原子结构的直接观察

采用密度泛函理论计算了一系列黄药捕收剂的几何构型和电子结构，利用最高占据分子轨道能量、自然布局分析电荷、电负性和绝对硬度等参数判断黄药捕收剂的浮选性能.研究结果表明：黄药阴离子是浮选溶液中的活性成分，键合原子为C—S单键中的S原子.最高占据分子轨道能量可较好地解释直链黄药（C1-C6）的浮选性能随碳链增长而增强的现象.在黄药同分异构体中，与极性基相连的碳原子上支链越多，烷基给电子诱导效应越强，该异构体的捕收活性越强.黄药同分异构体（C3-C5）的捕收活性顺序为：叔烃基黄药〉仲烃基黄药〉异烃基黄药

利用反应动力学和扩散理论,建立钛与碳在金属铝液中反应动力学模型.提出了Ti与C在铝液中的反应机理,即:Ti原子以铝液为传质媒介,向碳颗粒表面扩散,与C逐层反应并生成TiC,TiC颗粒在铝液的对流作用下,不断地向铝液中分散.讨论了铝液的温度、各元素的浓度以及生成TiC的体积分数对其反应速度的影响规律

§8.1 金属键的自由电子模型和能带理论 §8.2 密置层 §8.3 六方和立方最密堆积 §8.4 体心立方堆积和金刚石堆积 §8.5 金属单质及金属原子半径 §8.6 合金的结构及性能 §8.7 离子键 §8.8离子晶体的若干典型结构型式 §8.9 离子半径 §8.10 二元离子晶体的结晶化学规律 §8.11 确定复杂离子晶体结构的Pauling规则 §8.12 其它键型的晶体结构