『물리화학』은 학부에서 화학 또는 화학 관련 전공을 하는 학생들을 위한 한 학기용 교재이다. 'I부 양자화학'과 'II부 분자 구조'로 크게 2개의 부로 나누었다. 각 부는 공부하는 바의 목적에 따라 그 아래에 장을 두었으며, 각 장은 내용에 따라 다시 3개의 강으로 구성하였다. 그리고 각 강에는 소주제에 따라 절을 두었다.

I부 양자화학 1장 양자역학 3 1강 양자론의 탄생 4 1.1 양자론의 기원 4 1.2 원자 스펙트럼과 보어의 원자 모형 10 1.3 파동-입자 이중성 15 1.4 양자 조건과 불확정성 원리 17 핵심 개념 20 주요 식 21 연습 문제 22 2강 양자역학의 기본 원리 24 2.1 고전적 파동 방정식 24 2.2 연산자 32 2.3 슈뢰딩거 방정식 37 2.4 양자역학 가설과 일반 원리 42 핵심 개념 48 주요 식 50 연습 문제 52 3강 이상적 계에 대한 양자역학 54 3.1 병진 운동 54 3.2 진동 운동 64 3.3 회전 운동 70 핵심 개념 83 주요 식 84 연습 문제 86 2장 원자 구조 89 4강 수소꼴 원자 90 4.1 슈뢰딩거 방정식의 구성 90 4.2 수소꼴 원자의 파동 함수와 에너지 92 4.3 원자 궤도함수 97 핵심 개념 104 주요 식 104 연습 문제 105 5강 다전자 원자 107 5.1 헬륨 원자 107 5.2 슈뢰딩거 방정식을 푸는 근사적 방법 113 5.3 전자가 3개 이상인 원자 118 핵심 개념 123 주요 식 124 연습 문제 126 6강 원자 분광학 128 6.1 원자의 미세 구조와 항 기호 128 6.2 선택 규칙 134 6.3 원자 스펙트럼의 예 135 핵심 개념 138 주요 식 139 연습 문제 140 II부 분자 구조 3장 분자 양자역학 143 7강 화학 결합: 원자에서 분자로 144 7.1 보른-오펜하이머 근사 144 7.2 원자가 결합 이론과 분자 궤도함수 이론 147 7.3 동핵 2원자 분자 152 7.4 결합 차수, 결합 에너지, 결합 길이 157 핵심 개념 159 주요 식 160 연습 문제 161 8강 이핵 2원자 분자와 다원자 분자의 구조 162 8.1 이핵 2원자 분자 162 8.2 영년 행렬식 164 8.3 다원자 분자 167 8.4 휘켈 근사법 170 핵심 개념 181 주요 식 182 연습 문제 183 9강 대칭 구조 185 9.1 대칭 조작과 대칭 요소 185 9.2 점군: 분자의 대칭 분류 190 9.3 표현과 지표표 195 9.4 궤도함수의 대칭 203 핵심 개념 204 연습 문제 205 4장 분자 분광학 211 10강 회전 및 진동 분광학 212 10.1 분자 분광학의 기본 원리 212 10.2 회전 분광학 214 10.3 진동 분광학 221 10.4 진동-회전 스펙트럼 229 핵심 개념 232 주요 식 232 연습 문제 234 11강 전자 전이 분광학 237 11.1 2원자 분자의 전자 전이 237 11.2 진동 미세 구조 243 11.3 다원자 분자 244 11.4 이완 과정과 해리 과정 246 핵심 개념 249 주요 식 250 연습 문제 251 12강 자기 공명 분광학 253 12.1 자기장 효과 253 12.2 핵자기 공명 259 12.3 전자 상자기 공명 269 핵심 개념 273 주요 식 274 연습 문제 275 부록: 물리학과 수학 기초 지식 277 연습문제 정답 299 찾아보기 307

머리말

이 책은 저자가 집필한 두 권의 물리화학 책 ‘물리화학: 화학 열역학과 반응속도론’과 ‘물리화학: 양자화학과 분자 구조’중 두 번째 책이다. 이 책은 학부에서 화학 또는 화학 관련 전공을 하는 학생들을 위한 한 학기용 교재이다.
시중에는 외국의 물리화학 교재 번역판이 10여 종이나 판매되고 있고, 대부분의 대학에서 이 책들을 채택하여 학부 교육에 사용하고 있다. 이들 외국교재들은 학부에서 공부해야 할 내용을 비교적 상세하게 다루고 있다. 저자도 이들 중 하나를 교재로 선택하여 지난 20여 년간 대학에서 강의를 해 오고 있다. 그러나 이들 교재는 우리나라 대학에서 두 학기에 걸쳐 물리화학을 강의하기에는 너무 광범위한 내용을 다루고 있어 두 학기만에 전 과정을 소화하기가 대단히 어렵다. 뿐만 아니라 너무 상세하게 소소한 내용까지 기술하여 책의 부피가 매우 두껍고, 매 장마다 과다하게 많은 문제를 수록하여 학생들이 시간상 문제를 전부 풀어 보는 것이 거의 불가능하다. 이에 저자는 오래 전부터 학부에서 물리화학을 공부하는 데 필요한 내용을 충분히 담고 있으면서도 두 학기에 물리화학의 주요 내용을 소화하기에 적절한 분량의 교재 집필이 절실히 필요하다고 생각하게 되었다.
이 책 '물리화학: 양자화학과 분자 구조'는 'I부 양자화학'과 'II부 분자 구조'로 크게 2개의 부로 나누었다. 각 부는 공부하는 바의 목적에 따라 그 아래에 장을 두었으며, 각 장은 내용에 따라 다시 3개의 강으로 구성하였다. 그리고 각 강에는 소주제에 따라 절을 두었다. 따라서 이 책은 부-장-강-절 순의 체제로 체계화하였다. 부·장·강의 제목들은 다음과 같고, 절의 제목들은 차례를 참조하기 바란다.