Atomic and Molecular Data and their Applications

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出版者:American Inst. of Physics
作者:Schultz, D. R.; Krstic, P. S.; Ownby, F.
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2002-10-17
价格:USD 135.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780735400917
丛书系列:
图书标签:
  • 原子数据
  • 分子数据
  • 光谱学
  • 天文学
  • 等离子体物理
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具体描述

The International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications is a forum for researchers who produce, collect, evaluate, disseminate, and apply atomic and molecular data, particularly in gaseous and plasma environments. These include applications in technical plasma processing, lighting, astrophysics, medical radiation physics, and inertial and magnetic confinement fusion, for example.

好的,这是一本关于《化学键的本质与高级应用》的图书简介,它完全避开了“原子与分子数据及其应用”这一主题,专注于化学键的理论深度、实验验证以及在材料科学、药物化学中的前沿应用。 --- 图书名称:化学键的本质与高级应用 (The Nature and Advanced Applications of Chemical Bonds) 内容提要 《化学键的本质与高级应用》 是一部面向高年级本科生、研究生以及从事计算化学、材料科学、物理化学研究的专业人士的深度专著。本书旨在超越传统化学教科书中对化学键的初级描述,深入探讨化学键形成背后的量子力学原理,并系统阐述如何利用对键合本质的深刻理解来设计和预测新型物质的宏观性质。 全书共分为六个主要部分,结构严谨,逻辑清晰,理论推导详实,并配有大量最新的实验证据和前沿案例分析。 --- 第一部分:化学键的量子基础与理论框架 (Quantum Foundations and Theoretical Frameworks of Chemical Bonding) 本部分是全书的理论基石,旨在为理解复杂键合现象提供坚实的数学和物理基础。 第一章:薛定谔方程与多电子体系的近似方法 本书首先回顾了时非依赖薛定谔方程及其在分子体系中的应用。重点探讨了从头算(Ab Initio)方法的限制与发展,特别是Hartree-Fock(HF)方法的局限性。详细介绍了密度泛函理论 (Density Functional Theory, DFT) 的核心思想,包括Kohn-Sham方程的推导、各种交换关联泛函(如LDA, GGA, meta-GGA)的演化及其在描述键能、键长上的精度权衡。 第二章:成键的拓扑与信息论视角 本章引入了现代化学键理论中越来越重要的非局部描述方法。深入剖析了原子轨道(AO)的线性组合(LCAO)原理在分子轨道(MO)构建中的应用。更进一步,本章聚焦于量子拓扑学方法,如Bader的量子原子理论(QTAIM),用以精确划分分子内的电子密度拓扑结构,识别键临界点、笼定点和脊点,从而客观地定义“键”的存在性和性质。同时,引入信息论(如熵和互信息) 来量化成键过程中电子的离域化程度和相互依赖性,为区分共价键、离子键和弱相互作用提供新的定量指标。 第三章:相对论效应与重元素键合 针对过渡金属和超重元素的化学研究,本部分详细阐述了相对论效应(如质量-速度校正、达尔文修正)如何显著改变价电子轨道能量和形状,进而影响键的极性和稳定性。通过比较非相对论计算与相对论计算的结果,展示了如何准确预测贵金属(如金、铂)的化学行为以及超重元素(如鿫、鿬)的化学特性。 --- 第二部分:多中心键合与电子离域化 (Multicenter Bonding and Electron Delocalization) 本部分专注于描述那些不能用简单的双中心键模型来解释的复杂成键结构,特别是共轭体系和硼烷化学。 第四章:π键的深度剖析与共轭体系 详细分析了σ键和π键的相互作用,并引入超共轭的概念。重点讨论了芳香性理论的现代发展,超越Hückel模型,采用更精确的计算方法来量化环电流的强度和方向性。通过对卟啉、酞菁等大环化合物的案例分析,阐明电子离域如何影响分子的光谱性质和电化学活性。 第五章:缺电子体系中的多中心键合 本章集中探讨三中心二电子(3c-2e)键和四中心二电子(4c-2e)键的结构与稳定性。深入分析硼烷(Boranes) 和碳正离子等缺电子团簇中的“悬空键”(Banana Bonds)和“面键”(Face Bonds)。运用Wade-Mingo规则和Klitzing规则的现代扩展,指导读者预测闭壳层簇化合物的几何结构和稳定性。 --- 第三部分:键的动态行为与光谱学关联 (Dynamics of Bonds and Spectroscopic Correlations) 本部分将理论与实验验证紧密结合,探讨键的振动、断裂和形成过程。 第六章:振动光谱学中的键合信息 深入解读红外(IR)和拉曼光谱中特征吸收峰的来源。重点讲解如何利用力场参数和密度泛函计算的频率分析,反演特定化学键的力常数和简正坐标,从而量化键的强度和混合程度。引入非谐振效应对光谱峰形的影响。 第七章:化学键的断裂与形成动力学 本章转向化学反应的本质——键的重组。详细讨论了过渡态理论(TST) 的应用,以及如何通过计算反应能垒来预测反应速率。引入反应路径分析(Intrinsic Reaction Coordinate, IRC),精确描绘反应物到产物的能量面。此外,还讨论了光化学反应中,激发态下的键合变化和能量转移过程。 --- 第四部分:键的结构性工程:材料设计 (Structural Engineering via Bonding: Materials Design) 本部分展示了对化学键精确控制如何转化为高性能宏观材料。 第八章:固态中的共价网络与拓扑绝缘体 本书探讨了三维共价晶体(如金刚石、氮化硼)的键合模型。重点介绍了晶体轨道(Bloch函数) 理论在描述电子在周期性势场中的行为时的应用。深入分析拓扑化学在预测材料电子性质中的作用,解释了如何通过改变原子间的键合拓扑来设计具有特定带隙和表面态的拓扑绝缘体和狄拉克半金属。 第九章:金属-有机框架(MOFs)中的配位键工程 聚焦于配位化学中的键合。详细分析配位场理论(CFT) 和配体场理论(LFT) 如何解释过渡金属离子的d轨道分裂,进而影响其催化活性和磁性。通过MOFs的案例,展示如何通过设计配体(有机连接体)的几何形状和电子特性,精确调控金属中心之间的配位键强度、角度和孔道结构,实现对气体吸附或分离性能的定制。 --- 第五部分:生物体系与分子识别中的弱键合 (Weak Bonding in Biological Systems and Molecular Recognition) 本部分关注生命体系中至关重要的非共价相互作用。 第十章:氢键的几何依赖性与协同效应 超越简单的电荷转移模型,深入探讨氢键的本质,包括其色散分量、电荷转移分量和排斥作用。详细分析了多重氢键网络在水、冰和蛋白质二级结构(如α螺旋和β折叠)稳定性中的关键作用。使用计算方法量化氢键的强度范围,并讨论弱氢键(如C–H···O)在生物分子识别中的隐秘重要性。 第十一章:π-π堆积与范德华力的精确描述 分析芳香环之间π-π堆积的四种主要模式(T型、平行堆积等)及其能量贡献。阐述了伦敦色散力在分子识别和药物设计中的决定性作用,并介绍了如何通过非局域密度泛函(如vdW-DFs或包含经验校正的DFT方法)来准确建模长程的弱相互作用,这是模拟蛋白质折叠和DNA碱基配对结构的基础。 --- 第六部分:键的修饰与功能化 (Modification and Functionalization of Bonds) 本书最后一部分展望了如何通过人为干预来激活或钝化特定化学键。 第十二章:C–H键的活化与选择性功能化 本书将C–H键活化视为当前有机合成中的核心挑战之一。系统梳理了基于过渡金属催化剂(如Pd, Rh, Ir)的C–H键断裂机理,重点分析了导向基团(Directing Groups)如何通过形成稳定的金属环中间体来克服C–H键的惰性。讨论了光催化和电化学方法对C–H键活化的未来潜力。 第十三章:键的张力与高能化合物设计 探讨环张力在驱动化学反应中的作用。分析了高张力环系(如环丙烷、环丁烷)中键角的畸变如何降低键解离能,使其更容易参与开环聚合或官能团转化。最后,探讨了如何设计具有高饱和键能的氮-氮键或碳-氮键,以用于开发新型高能密度材料。 --- 面向读者: 本书为所有希望在化学键层面理解物质性质,并致力于理论指导实验合成与材料设计的科研人员和高级学生提供了权威且全面的参考。它要求读者具备扎实的量子化学基础和对高级数学工具的接受度。

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我一直对生物物理学领域的研究充满热情,尤其是对理解生物分子(如蛋白质、DNA、RNA)在生命活动中所扮演的角色感到好奇。《Atomic and Molecular Data and their Applications》这本书,为我揭示了原子和分子数据在这一领域中的关键作用,让我对其有了更深刻的认识。书中详细介绍了如何利用原子和分子结构数据(如X射线晶体学、核磁共振波谱数据)来解析生物大分子的三维结构,进而理解其功能机制。我特别被书中关于“分子对接”和“分子动力学模拟”的章节所吸引,它展示了如何利用精确的原子和分子相互作用参数,来模拟蛋白质与配体(如药物分子、底物)的结合过程,预测结合亲和力和作用模式,这对于药物设计和开发至关重要。书中还探讨了如何利用光谱学数据来研究生物分子的动态变化,例如蛋白质的折叠和去折叠过程,以及DNA的构象变化,这些动态过程对于理解生命活动至关重要。令人惊喜的是,书中还提到了如何利用原子和分子数据来分析和预测基因表达调控、信号转导等复杂的生物过程,这为理解疾病的分子机制提供了重要的线索。这本书不仅仅是关于数据,更是关于如何利用这些数据来探索生命的奥秘,其严谨的科学态度和对前沿领域的关注,都让我觉得受益匪浅。它为我在生物物理学领域的研究提供了坚实的理论基础和丰富的应用思路,我将会把它作为我的重要研究伙伴。

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作为一名对材料科学和工程领域有浓厚兴趣的学习者,我一直在寻找一本能够将原子和分子层面的数据与宏观材料性能联系起来的书籍。《Atomic and Molecular Data and their Applications》恰好满足了我的这一需求,并且给我带来了巨大的启发。书中详细阐述了如何通过理解原子和分子的电子结构、键合特性以及晶格动力学,来预测和设计具有特定性能的新型材料。我尤其欣赏书中关于“相图”和“相变”的章节,它展示了如何利用原子间相互作用势能函数来模拟不同温度和压力下的材料相变过程,从而指导材料的制备和加工。书中还重点介绍了原子和分子数据在功能材料设计中的应用,例如在半导体材料中,电子的能带结构和缺陷的形成能直接决定了其导电性和光学性质;在聚合物材料中,分子链的柔性和相互作用决定了材料的力学性能和热稳定性。我被书中关于“计算材料学”的介绍所吸引,它展示了如何利用高性能计算和大数据分析技术,快速筛选和发现具有优异性能的材料,这无疑是未来材料科学研究的重要方向。此外,书中还探讨了原子和分子数据在纳米材料、复合材料等前沿领域的应用,为我开辟了新的研究视野。这本书将微观世界的奥秘与宏观材料的实际应用紧密地联系起来,让我深刻体会到基础数据的重要性,它无疑将成为我未来在材料科学领域深入学习和研究的重要参考。

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作为一名对量子信息科学充满热情的学生,我一直在寻找一本能够系统性地介绍原子和分子在这一新兴领域中作用的书籍,而《Atomic and Molecular Data and their Applications》恰好满足了我的需求,甚至超出了我的预期。书中对量子态的操控、相干性的维持以及量子比特的设计等议题,都与原子和分子的基本性质密不可分。它详细阐述了如何利用原子和分子的能级跃迁、超精细结构以及分子振动和转动模式,来构建稳定且可控的量子比特。书中对不同原子(如冷原子、离子)和分子(如偶极分子)在量子计算、量子通信和量子传感等应用中的优势和挑战进行了深入的分析,并且提供了大量的实验数据和理论模型作为支撑。我特别被书中关于“量子纠缠”的章节所吸引,它不仅解释了纠缠的基本原理,还展示了如何通过精心设计的原子或分子相互作用来产生和维持纠缠态,这对实现量子隐形传态和量子密钥分发等关键技术至关重要。此外,书中还探讨了如何利用分子间相互作用来构建复杂的量子系统,例如模拟分子动力学过程,这为开发更强大的量子计算机和更精确的量子模拟器提供了理论基础。这本书不仅仅是关于数据,更是关于如何利用这些数据来操纵量子世界,其前瞻性和深度让我受益匪浅。它为我在量子信息科学领域的研究方向提供了坚实的理论指导和丰富的实践启示,我一定会将其作为我重要的参考资料,反复研读。

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在我踏入科学研究的道路以来,我一直在努力构建一个关于原子和分子如何影响物质世界运作的完整知识体系。《Atomic and Molecular Data and their Applications》这本书,无疑是我在这条探索之路上遇到的最重要的里程碑之一。它以一种令人耳目一新且极具深度的方式,将原子和分子数据的重要性以及它们广泛的应用领域,以一种系统而全面的方式呈现出来。从基础的原子模型到复杂的分子相互作用,从光谱学原理到量子化学计算,书中涵盖了原子和分子科学的方方面面,并且每一个论述都建立在扎实的理论基础之上。我尤其被书中关于“化学反应动力学”的章节所深深吸引,它详细阐述了如何利用原子和分子碰撞理论来描述化学反应的速率和选择性,并进一步指导催化剂的设计和反应条件的优化。书中还展示了原子和分子数据在材料科学、天体物理学、生物化学、医学等众多领域的应用,例如,如何利用原子和分子光谱数据来识别和分析遥远星系的化学成分,如何利用分子动力学模拟来研究蛋白质的折叠和药物分子的作用机制。作者在书中对每一个应用场景的阐述都非常细致,并且引用了大量最新的研究成果和实例,这使得整本书的理论深度和实践指导意义都非常突出。它为我提供了一个全面而深入的视角,来理解原子和分子数据在我们科学探索中的核心地位,我将长期将其作为我知识体系的重要组成部分。

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当我深入阅读《Atomic and Molecular Data and their Applications》时,我被作者的严谨态度和对科学的热情所深深打动。这本书不仅仅是一堆枯燥的数据,更是对原子和分子世界精妙规律的深入探索,以及这些规律如何在各种科学和技术领域中发挥关键作用的生动展示。书中对原子和分子光谱的讲解,让我理解了为何光谱分析能够成为识别物质成分、研究分子结构和探测宇宙起源的强大工具。从紫外-可见光谱到红外光谱,再到核磁共振和质谱,书中都提供了详细的原理和应用案例。我尤其被书中关于“拉曼光谱”的章节所吸引,它展示了如何通过分析分子在光照下的散射光谱来探测其振动模式,并从中获取丰富的结构和化学信息,这在材料表征、生物分析等领域有着广泛的应用。书中还探讨了原子和分子数据在等离子体物理、核工程以及空间科学等领域的应用,例如等离子体中的粒子碰撞截面对于理解和控制聚变反应至关重要,而分子在星际介质中的分布和光谱特征则为我们研究宇宙的演化提供了线索。作者在书中对每一个概念的解释都力求清晰易懂,并且引用了大量的实验数据和理论计算结果来支持其论点,这使得整本书的科学严谨性和说服力极强。它为我提供了一个全面而深入的视角,来理解原子和分子数据在我们科学探索中的核心地位,我将长期将其作为我的知识宝库。

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我必须承认,在翻阅《Atomic and Molecular Data and their Applications》之前,我对“原子和分子数据”这个概念的理解是相当模糊的。我总觉得它是一个非常抽象、遥远,甚至有些枯燥的领域。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。它不仅仅是一本数据手册,更像是一本引人入胜的科学百科全书,通过对海量原子和分子数据的精妙解读,生动地展现了它们如何渗透到我们生活的方方面面,以及如何驱动着现代科学技术的飞速发展。书中对不同原子、分子的电子能级、光谱特征、反应动力学等数据的梳理和分析,其严谨性和细致程度令人叹为观止。更重要的是,作者将这些看似“死板”的数据,巧妙地与实际应用场景相结合,比如在等离子体物理学中,原子碰撞截面的精确计算对于理解和控制聚变反应至关重要;在环境科学领域,分子污染物在空气和水中的传输与转化,都需要基于分子动力学和化学反应动力学数据进行模拟和预测。令我印象深刻的是,书中还探讨了大数据时代背景下,如何利用计算化学和机器学习方法来高效地生成和处理原子和分子数据,这为未来科学研究提供了全新的视角和方法论。我尤其欣赏作者在介绍每个应用领域时,都会从基础数据出发,层层递进,直至解释清楚其在具体问题中的作用和价值,这种循序渐进的讲解方式,即使是初学者也能轻松理解。这本书就像一把钥匙,为我打开了通往微观世界奥秘的大门,让我看到了科学研究背后那令人兴奋的无限可能性。

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这本《Atomic and Molecular Data and their Applications》真是一部让人醍醐灌顶的杰作!我一直对原子和分子层面的数据及其应用领域怀有浓厚的兴趣,但此前接触到的资料往往碎片化,要么过于理论化,要么过于偏重某一个应用方向。而这本书,则以一种令人惊叹的系统性和全面性,将我一直以来渴望了解的知识体系化地呈现出来。从基础的原子结构、电子云分布,到分子键合、分子动力学模拟,再到光谱学、量子化学计算等核心概念,书中都进行了深入浅出的阐述。更让我着迷的是,它并没有止步于理论的讲解,而是花费了大量的篇幅去探讨这些基础数据在各个领域的实际应用。例如,在材料科学方面,它详细介绍了如何利用原子和分子数据来设计和预测新型材料的性能,比如催化剂的活性、半导体的电子传输特性,甚至是一些前沿的纳米材料的结构与功能关系。在天体物理学中,原子和分子光谱数据更是揭示宇宙起源、恒星演化以及星际介质成分的关键线索,书中对这些应用的介绍,让我仿佛亲眼目睹了遥远星系的奥秘。此外,在生物化学和医学领域,对分子相互作用的精确描述,对于理解蛋白质折叠、药物设计以及疾病的分子机制至关重要。这本书的作者显然在这方面投入了巨大的心血,每一个论述都建立在扎实的理论基础之上,并且引用了大量最新的研究成果和实例,这使得整本书的信服力和参考价值极高。阅读过程中,我常常会停下来,反复咀嚼书中那些精妙的公式和严谨的推导,每一次的深入思考都让我对原子和分子世界的理解更上一层楼。我强烈推荐任何对科学有探索精神的人阅读这本书,它绝对会拓展你的视野,并激发你更多的研究灵感。

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作为一个在工程领域深耕多年的技术人员,我一直致力于寻找能够将基础科学理论与实际工程应用相结合的资料。《Atomic and Molecular Data and their Applications》这本书,无疑是我近期阅读过的最具启发性的著作之一。它将原子和分子层面的数据,与工程领域中的诸多关键问题紧密联系起来,为我提供了一个全新的思考角度。书中对不同原子和分子的物理化学性质的详尽描述,包括它们的质量、电荷、半径、结合能、反应活性等,都为我进行工程设计提供了基础数据支持。我尤其欣赏书中关于“流体力学”和“传热传质”的章节,它展示了如何利用分子动力学模拟来理解流体在微观尺度上的行为,并预测宏观的流动和传热特性,这对于优化管道设计、换热器效率以及反应器性能至关重要。书中还探讨了原子和分子数据在材料科学、环境工程、能源工程等领域的应用,例如如何利用分子模拟来设计高效的吸附材料以净化空气和水,如何利用原子和分子数据来优化太阳能电池的性能,以及如何利用这些数据来理解和控制核反应堆中的各种过程。作者在书中对每一个案例的分析都力求深入浅出,并且引用了大量的实验数据和工程实践来佐证其观点,这使得整本书的实用性和参考价值极高。它为我提供了一个将微观理论转化为宏观工程解决方案的桥梁,我将长期把它放在我的工作台附近,随时翻阅。

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当我第一次拿到《Atomic and Molecular Data and their Applications》这本书时,就被其宏大的主题和精美的排版所吸引。然而,更让我欣喜的是,书中对原子和分子数据在化学工程和催化剂设计领域的应用进行了令人信服的阐述。我一直认为,化学工程的核心在于对化学反应过程的理解和控制,而这恰恰离不开对反应物、产物以及中间体在原子和分子层面的性质和行为的精确掌握。书中详细介绍了如何利用量子化学计算方法来预测分子的反应活性、吸附能、活化能等关键参数,并进一步指导催化剂的设计和优化。例如,书中通过大量的案例研究,展示了如何利用原子尺度上的计算数据来开发高效的非均相催化剂,以提高目标产物的选择性和收率,同时降低能耗和减少副产物。我尤其对书中关于“表面化学”的章节印象深刻,它详细阐述了原子和分子在固体表面上的吸附、扩散和反应过程,以及如何利用这些信息来设计具有特定功能的表面催化剂。此外,书中还探讨了分子动力学模拟在模拟复杂化学反应过程中的作用,例如在多相催化、燃料电池和电化学合成等领域。这本书不仅仅是理论的堆砌,它更像是一本实用的工具书,为化学工程师们提供了将微观数据转化为宏观工程应用的思想和方法。它让我看到了原子和分子数据在推动化工行业绿色化、高效化发展中的巨大潜力,我深信这本书将成为我职业生涯中不可或缺的参考。

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我是一名从事高能物理研究的学者,长久以来,我一直苦于寻找一本能够将高能粒子相互作用产生的原子和分子散射数据,以及它们在实验探测和理论分析中的应用,进行系统性梳理的著作。《Atomic and Molecular Data and their Applications》的出现,可以说正好填补了这一重要的学术空白。书中对各种粒子(如电子、质子、光子)与原子、分子碰撞产生的各种截面(如弹性散射、非弹性散射、电离、激发等)进行了详尽的介绍和归纳,并且提供了大量的实验测量数据和理论计算结果。令我印象深刻的是,作者不仅关注了这些数据本身,更深入地探讨了它们在实际物理实验中的重要作用。例如,在粒子探测器的设计和性能评估中,精确的散射截面数据对于模拟粒子在探测介质中的轨迹和能量损失至关重要;在核聚变研究领域,电子与原子、离子的碰撞数据是理解等离子体行为和优化反应堆设计的基础。书中还详细介绍了如何利用这些数据来解析宇宙射线、伽马射线暴等天体物理现象,为我们理解宇宙深处的奥秘提供了关键线索。令人惊喜的是,书中还提到了利用原子和分子散射数据来发展新型探测技术,例如基于量子传感器的精密测量方法,这为未来的物理学研究开辟了新的道路。这本书的深度和广度,以及其对前沿研究的关注,都让我觉得相见恨晚,它为我在高能物理领域的研究提供了宝贵的数据支持和理论指导。

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