●序一
序二
前言
第1章 電子結構晶體學概述
1.1 引言
1.2 電子結構晶體學的發展歷史
1.2.1 X射線晶體學和量子力學的開端
1.2.2 實驗電子結構研究的萌芽時期
1.2.3 贗原子模型的發展
1.2.4 實驗電子密度矩陣模型的發展
1.2.5 實驗電子波函數模型的發展
1.2.6 電子衍射研究電子結構技術的發展
1.3 電子結構的描述
1.3.1 電子密度
1.3.2 殘餘密度
1.3.3 差分密度
1.3.4 電子波函數與密度矩陣
參考文獻
第2章 電子密度函數的第一性原理計算
2.1 引言
2.2 從頭計算方法的基本框架與假設
2.3 密度矩陣與密度函數
2.3.1 基本定義
2.3.2 電子密度
2.3.3 動量密度
2.4 Hartree-Fock(HF)和Kohn-Sham(KS)方法
2.4.1 基本理論框架
2.4.2 HF與KS方程的周期性解
2.4.3 晶態密度矩陣與密度函數的計算
2.4.4 贗勢
2.4.5 基組
參考文獻
第3章 電子結構的拓撲指標與性質
3.1 引言
3.2 分子中的拓撲原子分析
3.2.1 電子密度的拓撲描述
3.2.2 梯度矢量場與拓撲原子
3.2.3 鍵路徑與分子拓撲圖
3.2.4 拉普拉斯量
3.2.5 拓撲化學鍵性質
3.2.6 拓撲原子性質
3.3 化學相互作用分析
3.3.1 源函數
3.3.2 電子局域函數
3.3.3 約化密度梯度函數
3.4 密度矩陣的粗粒化與能量劃分
3.4.1 密度矩陣在實空間中的劃分
3.4.2 能量劃分
3.4.3 電子布居統計
3.5 空間劃分
3.5.1 *-空間劃分
3.5.2 電子布居分析
3.5.3 準連續分布
3.5.4 電子局域指標
3.6 分子間相互作用能
3.6.1 實驗電子密度的相互作用能
3.6.2 靜電相互作用的贗原子表示
3.6.3 非靜電相互作用
3.6.4 晶格能
3.6.5 實驗電荷分析獲得相互作用能
參考文獻
第4章 電子結構的實驗測試原理
4.1 引言
4.2 熱振動分析
4.2.1 晶格動力學
4.2.2 原子位移參數
4.2.3 剛性片段分析
4.2.4 中子衍射輔助分析
4.3 散射實驗
4.3.1 X射線衍射
4.3.2 極化中子衍射
4.3.3 康普頓散射
4.4 實驗電子結構的精修算法
4.4.1 最小二乘法
4.4.2 優選熵法
參考文獻
第5章 贗原子模型
5.1 引言
5.2 獨立原子模型
5.3 Kappa模型
5.4 多極模型
5.4.1 多極球諧函數
5.4.2 實球諧密度函數
5.4.3 徑向分布函數
5.4.4 多極模型框架
5.4.5 非球形原子散射因子
5.4.6 芯電子層擴展的多極模型
5.5 自旋密度模型
5.5.1 純自旋貢獻
5.5.2 自旋和軌道貢獻
5.5.3 非共線磁性
5.5.4 電子密度與自旋密度的組合精修
5.6 其他電子密度模型
5.6.1 X射線原子軌道模型(XAO)
5.6.2 X射線分子軌道模型(XMO)
5.6.3 分子軌道布居模型(MOON)
參考文獻
第6章 密度矩陣模型
6.1 引言
6.2 密度矩陣模型
6.2.1 密度矩陣的定義
6.2.2 密度矩陣的局域模型
6.3 密度矩陣與散射實驗的關聯
6.3.1 動態散射因子
6.3.2 靜態結構因子
6.3.3 彈性散射
6.3.4 非彈性散射
6.4 密度矩陣的重構與精修
6.4.1 貝葉斯理論方法
6.4.2 不同類型數據的組合精修
6.4.3 單電子約化密度矩陣(1-RDM)的精修
6.4.4 結構因子與康普頓輪廓數據的組合精修
6.4.5 自旋分辨的1-RDM精修
參考文獻
第7章 電子波函數模型
7.1 引言
7.2 X射線波函數(XCW)模型
7.2.1 數學框架
7.2.2 Hirshfeld原子精修
7.2.3 X射線波函數精修
7.2.4 開殼層體繫方法
7.2.5 相對論效應的處理
7.3 X射線極局域分子軌道(XC-ELMO)方法
7.3.1 極局域分子軌道的定義
7.3.2 實驗極局域分子軌道精修
參考文獻
第8章 實驗電子結構的測試儀器與應用
8.1 引言
8.2 用於實驗電子結構測試的X射線單晶衍射儀
8.2.1 X射線源
8.2.2 測角儀
8.2.3 X射線探測器
8.2.4 低溫繫統
8.2.5 激光器外場設備
8.3 實驗電子結構測試要點
8.3.1 單晶樣品
8.3.2 測試過程
8.3.3 數據校正
8.3.4 電子結構精修質量檢查
8.4 電子結構晶體學的潛在應用
參考文獻
索引

電子結構晶體學是一門以研究固體中電子結構及其性質為目的的晶體學實驗科學，結合了晶體學實驗方法和電子結構的量子理論，是一門交叉學科，是當前晶體學研究前沿領域之一。材料的本征性能主要由其電子結構決定。電子結構可采用電子密度、電子波函數或電子密度矩陣描述，其中電子密度的傅裡葉變換（結構因子）可通過散射實驗測定，因此，材料電子密度可以通過實驗測試獲得，稱為實驗電子密度。而且，通過建立合適的理論模型，采用一定的精修技術，可進一步重構出材料的實驗電子波函數或實驗電子密度矩陣，用於材料物化性能的計算。本書主要介紹采用散射方法（主要是X射線單晶衍射，也包括極化中子衍射和康普頓散射）研究晶體材料的實驗電子結構（包括實驗電子密度、實驗電子波函數或實驗電子密度矩陣）的相關理論和精修技術，主要包括散射實驗、原子熱振動分析、電子結構理論模型、精修重構及拓撲分析中涉及的基本理論，並對電子結構測試儀器區射線單晶衍射儀）等

姜小明,郭國聰 著