结晶化学导论

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出版者:中国科学技术大学出版社
作者:钱逸泰
出品人:
页数:411
译者:
出版时间:2005-8
价格:42.00元
装帧:平装
isbn号码:9787312021718
丛书系列:中国科学技术大学精品教材
图书标签:
  • 化学
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具体描述

《结晶化学导论》包括几何结晶学,X光结晶学和结晶化学三部分。几何结晶学用对称性几何理论讨论了32点群和230种空间群。X光结晶学包括x射线衍射理论、X光粉末衍射法及其在无机化学中的应用,并结合电子显微镜技术研究了纳米材料的形状和物相。结晶化学部分对于无方向性的金属键、离子键、范德瓦尔斯键构成的晶体结构可用球的密堆积模型来描述;而对于复合化合物的晶体结构则用配位多面体构型来描述,如钙钛矿八面体配位的超导氧化物,八面体和四面体复合配位的尖晶石磁性氧化物,硅氧四面体为骨架的分子筛;对于多种化学键的如储氢化合物和插层化合物的晶体结构也从结晶化学角度加以描述。

结晶科学的宏伟画卷:探索物质的有序之美 物质世界,在微观尺度下,并非一片混沌。无数原子、分子如同精心编织的丝线,遵循着普适的物理化学规律,彼此交织、排列,最终构建出令人惊叹的有序结构。这种结构,便是“晶体”。《结晶科学导论》正是以此为引,带领读者步入一个奇妙的结晶世界,揭示物质为何能够以如此优雅、严谨的方式呈现其内在的秩序。 这本书并非一本枯燥的理论堆砌,而是一场精彩纷呈的探索之旅。它将从最基础的概念出发,层层递进,将深奥的结晶学原理以清晰易懂的方式呈现。我们将首先领略到晶体的宏观形态之美,从棱角分明的石英晶簇,到规则对称的雪花,这些肉眼可见的晶体形状,只是微观原子排列的直接体现。我们将学习如何描述和量化这些形状,理解它们背后隐藏的数学规律。 随后,我们将深入到微观层面,探究晶体的本质——原子、分子或离子的有序排列。这本书将详细介绍晶体结构的构建单元,包括点阵、基元以及晶胞的概念。通过对不同晶系和空间群的解析,我们将掌握描述和分类各类晶体结构的关键工具。你将了解到,即使是看起来千差万别的物质,其原子排列也可能遵循着有限的几种基本模式。 为了理解这些微观结构,我们将接触到重要的实验技术。X射线衍射,作为揭示晶体结构的“金标准”,将在书中得到详细的阐述。从衍射原理的初步介绍,到实验数据的分析和解析,你将了解科学家如何利用X射线与晶体之间的相互作用,精确地“看见”原子在三维空间中的位置。此外,电子衍射、中子衍射等其他衍射技术也将穿插介绍,展现它们各自的优势和应用领域。 除了结构本身,物质的性质与其晶体结构之间有着密不可分的关系。这本书将深入探讨这一主题。例如,金属的延展性、陶瓷的脆性,为何会有如此显著的差异?这很大程度上取决于它们内部的原子键合方式以及晶格的排列。我们将学习如何从晶体学的角度解释材料的机械性能、光学性能、电学性能乃至热学性能。理解了结构与性质的关联,我们就掌握了理解和设计新材料的金钥匙。 本书还将带领读者认识到,晶体并非一成不变的静态实体,它们也在不断地经历着形成、生长、相变甚至消亡的过程。我们将探讨晶体的成核与生长理论,理解液态、气态物质如何自发地组织成有序的晶体。从简单的凝固到复杂的沉淀过程,各种结晶现象背后的驱动力和动力学机制将被一一剖析。 此外,非晶态物质,即我们通常所说的“玻璃”,也将作为对比和延伸被引入。虽然它们缺乏长程有序的原子排列,但其形成机制和性质演变同样充满了科学的魅力。通过对晶体与非晶态的比较,我们将更深刻地理解结晶这一过程的独特性和重要性。 本书的价值不仅在于理论知识的传授,更在于它所蕴含的普适性和应用性。结晶科学的原理渗透到自然科学和工程技术的各个角落。从地质学中矿物的形成,到化学中药物分子的纯化,再到材料科学中新功能材料的开发,无处不见结晶学的身影。例如,在制药领域,药物分子的晶型对其溶解度、生物利用度乃至稳定性至关重要,准确控制晶型是药品研发和生产的关键步骤。在半导体工业中,高纯度单晶硅的生长是制造集成电路的基础。 《结晶科学导论》将通过丰富的实例和清晰的图示,将这些抽象的原理具象化。读者将看到晶体学如何解释自然界的壮丽景观,如何驱动现代科技的发展,以及如何为人类创造更美好的生活。 对于学生而言,这本书是入门结晶学领域的理想读物,它能够为你打下坚实的基础,为你未来深入研究相关领域铺平道路。对于科研人员和工程师而言,它是一本随时可以翻阅的参考书,能够帮助你快速回顾和理解结晶学中的关键概念和技术。对于任何对物质世界充满好奇的人而言,这本书都将为你打开一扇通往有序之美的大门,让你重新认识我们身边那些平凡而又神奇的物质。 我们还将探讨一些更高级的主题,例如晶体缺陷。完美无缺的理想晶体在现实中几乎不存在,各种缺陷,如空位、间隙原子、位错等,对材料的性质有着至关重要的影响。理解这些缺陷的种类、形成原因以及它们对材料性能的调控作用,是深入研究材料科学和工程的关键。 此外,晶体的对称性是结晶学中一个核心的概念。我们将系统地介绍点群和空间群的理论,理解它们如何简洁而完整地描述晶体结构的对称性。这不仅是理解晶体结构的基础,也是连接数学与物理化学的重要桥梁。 本书还将涉足一些前沿的结晶学研究方向。例如,纳米晶体的形成与性质,它们由于尺寸效应,展现出与宏观晶体截然不同的独特物理化学行为。再如,生物矿化,即生物体如何在分子水平上精确控制晶体的形成,这为我们设计和合成具有特定功能的材料提供了灵感。 通过阅读《结晶科学导论》,你将不仅仅是学习知识,更是培养一种观察和理解世界的新视角。你将学会如何透过现象看本质,如何从原子和分子的排列规律中洞察物质的奥秘。这是一种深刻的科学素养,也是一种对自然之美的欣赏能力。 总而言之,《结晶科学导论》是一次穿越原子尺度,探索物质内在秩序的宏大旅程。它以严谨的科学态度,结合生动的实例,为读者描绘出一幅关于晶体世界的壮丽画卷,让你在理解物质构成的同时,也能感受到科学的魅力和力量。这本书将点燃你对结晶科学的兴趣,并为你在这个广阔而迷人的领域提供一份详实可靠的向导。

作者简介

目录信息

总序
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章 晶体及其本质
1.1 晶体
1.1.1 晶体概念的发展
1.1.2 同质多象
1.2 晶体的基本特点
1.2.1 各向异性
1.2.2 均匀性
1.3 点阵与点阵结构
1.3.1 点阵与点阵结构的概念
1.3.2 点阵和平移群
1.3.3 格子和晶胞
1.4 实际晶体
1.4.1 单晶体与多晶体
1.4.2 实际晶体与理想晶体
1.4.3 二面角守恒守律
1.4.4 氯化钠晶体的抗拉强度
1.4.5 液晶
第2章 晶体的宏观对称性
2.1 对称性概论
2.1.1 基本概念
2.1.2 宏观对称元素
2.1.3 对称元素和点阵的几何配置
2.1.4 对称性定律
2.2 对称元素组合原理
2.2.1 反映面之间的组合
2.2.2 反映面与旋转轴的组合
2.2.3 旋转轴与对称中心的组合
2.2.4 旋转轴之间的组合
2.3 晶体的32点群
2.3.1 晶体32点群的推导
2.3.2 7个晶系
2.3.3 点群符号
2.4 整数定律和晶面指数
2.4.1 整数定律
2.4.2 晶面指数
2.4.3 晶体的定向
2.4.4 布拉威定律
2.5 47种单形
2.5.1 普形和特形
2.5.2 单形和聚形
2.5.3 立方晶系(二)h的单形
2.5.4 47种单形
2.6 分子的对称性
2.6.1 分子的对称性
2.6.2 分子结构的测定
第3章 晶体的微观对称性
3.1 7个晶系和14种空间格子
3.1.1 布拉威法则
3.1.2 点阵的对称性
3.1.3 平行六面体的形状
3.1.4 14种空间格子
3.2 晶体的微观对称元素
3.2.1 点阵
3.2.2 螺旋轴
3.2.3 滑移面
3.3 对称元素组合原理
3.3.1 两个平行反映面的组合
3.3.2 平移和正交反映面的组合
3.3.3 平移和斜交反映面的给合
3.3.4 旋转轴与垂直平移的组合
3.3.5 旋转轴与斜交平移的组合
3.4 晶体的230种空间群
3.4.1 微观观察下和宏观观察下的晶体
3.4.2 空间群与点群的同形关系
3.4.3 空间群的符号
3.4.4 与点群C2同形的空间群
3.4.5 与C2同形的空间群的投影图表示
3.5 等效点系
3.5.1 等效点系
3.5.2 等效点系的符号
3.6 几何结晶学总结
3.6.1 对称性和几何度量
3.6.2 对称性的重要性
3.6.3 几何结晶学总结
第4章 X光与晶体
4.1 劳埃方程
4.1.1 晶体作为X光的衍射光栅
4.1.2 劳埃方程
4.1.3 X光照相法
4.2 布拉格方程
4.2.1 离原点第一个点阵平面的方程
4.2.2 布拉格方程
4.2.3 面间距公式
4.3 第一次X光结构分析
4.4 衍射强度和晶胞中的原子分布
4.4.1 原子散射因子
4.4.2 结构因子
4.4.3 结构因子的计算
4.4.4 倍数因子
4.4.5 偏振因子和洛仑兹因子
4.4.6 衍射强度公式
4.5 倒易点阵
4.5.1 布拉格方程的另一种表示方法
4.5.2 点阵与倒易点阵
4.5.3 倒易点阵的向量推导
4.5.4 倒易点阵和点阵的关系
4.6 倒易点阵和X光衍射
4.6.1 爱瓦尔德反射球
4.6.2 倒易点阵中的结构因子
第5章 X光粉末衍射法
5.1 立方晶体粉末相
5.1.1 粉末衍射原理
5.1.2 立方晶系粉末相的指标化
5.1.3 CdTe的结构分析
5.1.4 KMgF3的结构分析
5.1.5 Fe。N中氮的价态研究
5.2 四方晶系粉末相
5.2.1 数学解析法指标化
5.2.2 尿素晶体粉末相的指标化
5.2.3 尿素分子结构的测定
5.2.4 TaSr2(Nd1.5Ceo5)Cu20粉末相的指标化和结构测定
5.3 六方晶系粉末相
5.4 X光粉末衍射法在相和体系研究中的作用
5.4.1 格子变化对粉末线的影响
5.4.2 铜金体系
5.4.3 相图的绘制
5.4.4 不定比化合物
5.5 晶粒大小的测定
5.5.1 积分强度
5.5.2 粉末线的半峰宽和颗粒度
5.5.3 应用实例
5.6 物相鉴定及应用
5.6.1 物相鉴定原理
5.6.2 应用实例
第6章 晶体及其本质
6.1 劳埃照相
……
第7章 结晶化学概论
第8章 离子键和共价键
第9章 四面体配位的结晶化学
第10章 八面体配位的结晶化学
第11章 其化配位多面体的结晶化学
第12章 复杂结构的结晶化学
第13章 范德瓦尔斯键和氢金属的结晶化学键
第14章 超导氧化物的结晶化学
化合物索引
名词索引
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的语言风格极其严谨且富有洞察力,读起来有一种被知识的洪流温柔而坚定地推着向前的感觉。作者似乎对晶体学的每一个细节都有着近乎偏执的追求,每一个定义、每一个公式的推导都力求完美无瑕。我最欣赏的是它在处理那些看似抽象的几何概念时,总是能找到最贴切的日常类比或者最直观的图像辅助,使得那些原本令人望而生畏的晶体学原理变得触手可及。比如,书中对密堆积模型的描述,没有采用堆砌枯燥的文字,而是通过一系列精心设计的动态过程模拟来展现,这种视觉化的教学方法极大地提高了学习效率。此外,书中对历史发展的脉络梳理也相当精彩,它不仅仅是知识的罗列,更是思想演变的过程展现,让人明白现代晶体学是如何一步步从早期矿物学的观察发展到如今精密结构的解析的。这本书无疑是为那些渴望深入理解物质微观世界本质的读者准备的,它提供了一个坚实而可靠的理论基石。

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这本书的排版设计充满了现代感和实用主义精神,这一点在学术著作中并不多见。大量的留白使得原本密集的公式和图表得以呼吸,极大地减轻了阅读的疲劳感。我注意到书中使用了非常清晰的颜色编码系统来区分不同的原子轨道或晶面索引,这在复杂的晶格模型中是极其有效的导航工具。更值得称赞的是,书后附带的参考书目和术语索引制作得异常详尽,检索效率极高,体现了编撰者对读者使用体验的深切关怀。这种对细节的关注,反映出这本书的编写过程是极其审慎和认真的。它不是那种出版后就束之高阁的应付之作,而是真正希望成为读者案头常备的工具。这种对工具属性的强调,让我对其内容的实用性和可靠性充满了信心。我相信,在查阅特定概念时,这本书的索引系统能迅速将我带到问题的核心。

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这本书带给我一种强烈的学术对话感,仿佛作者是一位循循善诱的导师,在以最清晰、最友好的方式引导我进入一个专业领域。它的叙事方式非常流畅,没有太多生硬的断裂感,阅读过程中产生的疑惑总能被接下来的段落自然地解答。我特别留意到作者在解释一些复杂的物理图像时,经常会穿插一些历史典故或科学发现的小故事,这些“花边”内容不仅增添了阅读的趣味性,更重要的是帮助我将抽象的化学原理与具体的科学人物和历史背景联系起来,加深了理解的深度和记忆的持久性。这种将知识“人性化”的处理,使得原本枯燥的晶体学学习过程变得生动有趣。它不是一本冷冰冰的公式汇编,而是一部充满智慧和温度的知识载体。对于我这种希望建立宏大知识体系的读者来说,这种兼具深度、广度和人情味的著作,无疑是最好的选择。

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这本书简直是化学领域的明珠,虽然我还没来得及细读,但从它精美的装帧和目录的排布就能感受到作者的匠心。装帧上采用了厚实的布面精装,手感极佳,配上古朴典雅的字体设计,让人爱不释手,光是放在书架上就已经为整个空间增添了几分书卷气。我尤其欣赏它对结构图示的精细处理,那些复杂的晶体结构,用三维透视图和剖面图呈现得清晰明了,即便是初学者也能迅速把握住核心概念。这本书的结构安排也体现了深厚的教学功底,从基础概念的引入,到复杂晶格的解析,再到材料科学中的应用,逻辑链条完整且富有层次感。我初步翻阅了前几章,发现它对对称性和群论在晶体结构分析中的作用有独到的阐述,深入浅出,不像一些教材那样晦涩难懂,读起来有一种渐入佳境的愉悦感。可以预见,这本书将成为我未来科研和学习中不可或缺的工具书,其价值远超其定价。那种沉甸甸的质感和散发出的知识的厚重感,让人对内容充满无限的期待。

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我被这本书的广度和深度深深震撼了。它似乎不仅仅局限于基础的晶体结构理论,更触及了许多前沿领域。从前言中透露出的信息来看,它涵盖了从基本的点阵和空间群到高阶的缺陷晶体学和晶体生长动力学。这种全景式的覆盖,表明作者的视野非常开阔,能够将看似孤立的知识点串联起来,形成一个完整的学科图谱。尤其让我感兴趣的是,书中似乎还涉及了 X 射线衍射的基本原理及其在结构解析中的实际应用案例,这对于所有从事材料科学和无机化学研究的人来说都是至关重要的实践技能。我期待着深入研究其关于对称操作和点群理论的部分,因为这是理解晶体光学性质和电子结构的关键。这本书的学术严谨性毋庸置疑,它不仅仅是一本教科书,更像是一部详尽的专业参考手册,能够满足从本科高年级学生到资深研究人员的不同层次的需求。

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这是我最喜欢的一本结构化学书。

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内容很多,比较难啃。

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看这种书非常影响心情啊,觉得自己数学又不好,物理又不好,能看懂的部分微乎其微,几乎可以忽略不计......

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看这种书非常影响心情啊,觉得自己数学又不好,物理又不好,能看懂的部分微乎其微,几乎可以忽略不计......

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结晶化学,非常好的书

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