曹晓燕、方维海、M.多尔格所著的《相对论量子化学基础》是第一本系统介绍相对论量子化学基础的中文专门教材。该书内容涵盖了相对论量子化学的各个重要方面；原理阐述清楚，简明扼要；主要公式推导从头开始，演算过程详细；可以让读者对重要概念和公式的来龙去脉有清晰的认识。全书文字流畅，叙述深入浅出，很适合数学和物理基础比较薄弱的化学专业学生阅读。所附参考文献则方便作深入研究的读者了解有关问题研究前沿的概况。

《相对论量子化学基础》是作者曹晓燕、方维海、M.多尔格根据多年在德国科隆大学化学系教学与科研工作的经验而写成，主要介绍相对论量子化学的理论基础及计算方法。理论基础部分涵盖Einstein的狭义相对论、相对论波动方程、相对论的对称群、相对论的电子-电子相互作用等。相对论的计算方法包括全电子法和价电子法。在全电子法中，除四分量方法外，将重点介绍以下几个二分量近似Hamilton量，即Douglas-Kroll-Hess(DKH)Hamilton量、Wood-Boting(WB)Hamilton量、零级规则近似(zeroth-order regulai approximation，ZORA)Hamilton量、Pauli Hamilton量等。在价电子法(又称有效核实势法)中，本书重点介绍能量一致赝势、形状一致赝势、从头算模型势等方法。

《相对论量子化学基础》适宜作为量子化学专业研究生的教学参考书，也是相对论量子化学软件使用者的一本有用的参考书。

序

前言

第1章 狭义相对论基础

 1.1 19世纪末的物理学研究

 1.2 间隔不变性

 1.3 Lorentz变换

 1.4 速度变换

 1.5 质量变换

 1.6 相对论能量

 1.7 相对论动量

 参考文献

第2章 相对论波动方程

 2.1 自由粒子的Klein-Gordon方程

2.1.1 Klein-Gordon方程的非相对论极限

2.1.2 几率密度和几率流密度

 2.2 Dirac方程

2.2.1 自由粒子的Dirac方程

2.2.2 几率密度和几率流密度

2.2.3 电磁场中单粒子的Dirac方程

2.2.4 Dirac方程的非相对论极限

 2.3 Dirac方程的两个严格解

2.3.1 自由电子

2.3.2 氢原子

2.3.3 径向方程的解

 2.4 有限核电荷密度分布模型

 参考文献

第3章 相对论的电磁相互作用

 3.1 Maxwell方程组

 3.2 电磁场的矢势和标势及规范变换

 3.3 运动电荷产生的电磁场

 3.4 运动电子在电磁场中的相对论势能

 3.5 运动电荷间相互作用的相对论形式

 参考文献

第4章 相对论的对称性原理

 4.1 空间对称变换

 4.2 相对论的单电子原子的对称性

4.2.1 量子态的转动

4.2.2 单电子原子的360°转动

 4.3 分子对称群：二倍群

 4.4 位形空间中的转动和SO(3)群

 4.5 自旋空间中的转动和SU(2)群

4.5.1 自旋态和自旋算符的表示

4.5.2 自旋空间中的转动

 4.6 Dirac方程的转动变换

 4.7 空间反演

 4.8 反映和旋转反映

 4.9 时间反演

 4.10 Lorentz变换和Lorentz群

 参考文献

第5章 全电子计算法

 5.1 四分量方法

5.1.1 Hartree-Fock方法

5.1.2 电子相关能计算

5.1.3 密度泛函理论

 5.2 二分量方法

5.2.1 自旋分离

5.2.2 Foldy-Wouthuysen变换

5.2.3 Douglas-Kroll-Hess Hamilton算符

5.2.4 Wood-Boring Hamilton算符

5.2.5 零级规则近似Hamilton算符

5.2.6 精确的二分量方法

 参考文献

第6章 有效核实势法

 6.1 Phillips-Kleinman方程

 6.2 广义的Phillips-Kleinman方程

 6.3 原子的价电子模型Hamilton算符

 6.4 分子的价电子模型Hamilton算符

 6.5 非相对论赝势的解析式

 6.6 相对论赝势的解析式

 6.7 核实极化势

 6.8 核实-核实(核)排斥势

 6.9 赝势的优化

6.9.1 能量一致的从头算赝势

6.9.2 形状一致的从头算赝势

6.9.3 广义的相对论的有效核实势

 6.10 价电子基组

 6.11 模型势方法

6.11.1 Huzinaga-Cantu方程

6.11.2 多电子体系的价电子模Hamilton算符

6.11.3 从头算模型势

 6.12 有效核实势与严格的相对论Hamilton算符

 6.13 基于密度泛函理论的有效核实势

6.13.1 模型势

6.13.2 形状一致的赝势

 参考文献

第7章 元素周期表中的相对论效应

 7.1 主族元素

 7.2 过渡金属元素

 7.3 镧系和锕系元素

 7.4 超重元素

 参考文献

附录A 算符代数

附录B 矢量分析

 B.1 矢量关系

 B.2 Nabla，算符

 B.3 散度、旋度和梯度

附录C 原子单位制

附录D QED效应

附录E Hylleraas-Undheim-MacDonald定理

 E.1 线性变分法

 E.2 Hylleraas-Undheim-MacDonald定理的推导

附录F Lagrange方法

附录G 动量表象

 G.1 态函数

 G.2 算符

索引