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第1章 背景知识1

1.1主题和特征1

1.2历史概览3

1.3相互作用势的概念和绝热近似8

1.4分子间作用力的一般分类12

参考文献16

第2章 分子间相互作用的类型：定性图像19

2.1直接静电相互作用19

2.1.1一般表达式19

2.1.2多极矩20

2.1.3多极-多极相互作用27

2.2共振相互作用31

2.3极化相互作用33

2.3.1诱导相互作用33

2.3.2色散相互作用35

2.4交换相互作用39

2.5长程相互作用中的迟滞效应和温度的影响45

2.6相对论（磁）相互作用50

2.7宏观物体间的相互作用54

参考文献59

第3章 分子间相互作用的计算64

3.1长程极限64

3.1.1对Coulomb相互作用能算符多极展开的一般表达式的推导64

3.1.2两个S态原子间的相互作用能69

3.1.3分子体系的色散和诱导相互作用72

3.1.4多极展开的收敛性75

3.1.4.1微扰级数的多极展开75

3.1.4.2对多极展开收敛性的研究79

3.1.5除去多极展开中的发散82

3.2中等与短距离情况86

3.2.1含交换作用的微扰理论86

3.2.1.1交换-微扰理论（exchange-perturbation theory）级数的任意性86

3.2.1.2对称性匹配微扰理论88

3.2.1.3允许使用标准Rayleigh-Schrodinger微扰理论的方法91

3.2.2变分法95

3.2.2.1 Hartree-Fock近似与电子相关的考虑95

3.2.2.2基组重叠误差（BSSE）100

3.2.2.3密度泛函理论103

参考文献106

第4章 分子间相互作用的不可加性115

4.1不可加性的物理本质以及多体力的定义115

4.2对不可加效应的展示119

4.3微扰理论和多体分解122

4.3.1普遍公式122

4.3.2在二级微扰下色散能可加性的证明125

4.3.3高阶色散能126

4.4原子团簇中的多体效应129

4.4.1稀有气体团簇129

4.4.2金属团簇129

4.4.3碱土金属团簇的结合本质133

4.4.3.1研究碱土金属元素的结合方式为什么是重要的133

4.4.3.2二聚体和三聚体的结合本质135

4.4.3.3未占据轨道的布居137

4.5原子-原子势方案和不可加性140

参考文献144

第5章 模型势148

5.1半经验模型势148

5.1.1刚球模型势148

5.1.2 Lennard-Jones势149

5.1.3对Lennard-Jones势的修正150

5.1.3.1（12-6-4）势150

5.1.3.2 （m-6-8）势150

5.1.3.3 Kihara势151

5.1.4 Buckingham势152

5.1.5对Buckingham势的修正153

5.1.6描述双原子分子光谱性质的模型势154

5.1.6.1 Morse势154

5.1.6.2 Rydberg势155

5.1.6.3 Poschl-Teller势156

5.1.6.4 Kratzer势157

5.1.6.5 Dunham展开及其变式158

5.1.7各向异性势159

5.1.7.1 Keesom势159

5.1.7.2 Stockmayer势160

5.1.7.3原子-线型分子的相互作用势160

5.1.7.4用于水和溶液体系研究的模型势161

5.1.8屏蔽库仑势164

5.1.9 Born-Mayer势165

5.1.10 Boys-Shavitt多参数模型势166

5.1.11组合（分段）模型势167

5.1.11.1 Erginsoy-Vineyard-Englert势167

5.1.11.2 ESMSV和MSV势168

5.1.12金属和半导体研究中采用的模型势169

5.1.12.1胶合势169

5.1.12.2显含三体相互作用项的模型势172

5.1.13根据从头计算所得势能面拟合的模型势174

5.2模型势中参数的确定179

5.3根据实验数据重构模型势182

5.3.1 Rydberg-Klein-Rees方法183

5.3.2散射问题的逆问题184

5.3.2.1对问题的一般描述184

5.3.2.2准经典的处理方法：Firsov方法186

5.3.3根据热力学数据重构模型势189

5.4全局优化方法190

5.4.1对问题的简要介绍190

5.4.2模拟退火算法191

5.4.3超曲面形变方法193

5.4.3.1扩散方程法194

5.4.3.2阱间跳跃算法196

5.4.4遗传算法197

参考文献201

附录A基本物理常数和物理单位转换表208

附录B一些必要的数学工具209

B.1矢量和张量的微积分209

B.1.1矢量的定义——加法法则209

B.1.2标量和矢量的乘积——三重标积210

B.1.3行列式212

B.1.4矢量分析——梯度、散度和旋度213

B.1.5矢量空间和矩阵216

B.1.6张量220

B.2群论222

B.2.1群元素的特征222

B.2.2群的表示227

B.2.3置换群237

B.2.4线性变换群和三维旋转群243

B.2.5点群248

B.2.6不可约张量和球张量255

参考文献259

附录C多电子系统的量子力学计算方法261

C.1绝热近似261

C.2变分法264

C.2.1自洽场（SCF）方法264

C.2.2考虑电子关联的方法270

C.2.2.1 r12依赖的波函数270

C.2.2.2组态相互作用271

C.2.2.3耦合簇（CC）方法273

C.2.2.4密度泛函理论（DFT）方法275

C.3微扰理论279

C.3.1 Rayleigh-Schrodinger微扰理论280

C.3.2 Moller-Plesset微扰理论282

C.3.3算符形式和Brillouin-Wigner微扰理论284

C.3.4变分微扰理论287

C.3.5渐进展开——Pade逼近式289

参考文献292

索引297