普通高等教育化學類專業規劃教材·國傢級精品課程配套教材：結晶化學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林樹坤 著

圖書標籤:

• 結晶化學
• 無機化學
• 化學專業
• 高等教育
• 規劃教材
• 精品課程
• 教材
• 國傢級
• 化學類
• 晶體結構

齣版社： 華東理工大學齣版社

ISBN：9787562829584

版次：1

商品編碼：10569407

包裝：平裝

叢書名： 化學與應用化學叢書

開本：32開

齣版時間：2011-02-01

頁數：263

正文語種：中文

內容簡介

《結晶化學》所介紹的結晶化學主要內容包含以下四大部分幾何結晶學、X射綫晶體衍射學、晶體化學和晶體物理。幾何結晶學是應用對稱性的幾何理論討論瞭晶體宏觀外形的對稱性和晶體內部微觀結構的對稱性；X射綫晶體衍射學包括晶體X射綫衍射學基本理論、X射綫衍射的基本實驗方法及X射綫粉末法在化學中的應用；晶體化學包括瞭對無方嚮性和不飽和性的金屬鍵、離子鍵、範德瓦爾斯鍵所構成的晶體結構（用圓球的密堆積模型）規律與性能之間關係的描述，而對於較復雜化閤物的晶體結構則應用負離子配位多麵體的構型進行描述；晶體物理部分則應用群論的工具分彆計算瞭晶體的力學、電學、磁學、光學等物理參量，並導齣晶體相應的物理性質，從理論上給齣晶體的組成、結構與各種特殊性能之間的關係。

目錄

緒論
第一章 晶體及晶體的投影
1.1 晶體
1.1.1 晶體的定義
1.1.2 晶體的特性
1.2 昌體結構和空間點陣
1.2.1 晶體結構中質點分布的周期性
1.2.2 空間點陣的概念和晶體的嚴格定義
1.2.3 空間點陣的基本性質及空間點陣的幾何形象
1.2.4 空間格子的形象
1.2.5 平移群
1.3 麵角守恒定律和晶體的投影
1.3.1 麵角守恒定律
1.3.2 晶體的測量
1.4 昌體的投影
1.4.1 晶體的球麵投影及其坐標
1.4.2 晶體的極射赤平投影與心射極平投影
習題

第2章 幾何結晶學
2.1 昌體的宏觀對稱性
2.1.1 對稱性的概念
2.1.2 晶體的對稱要素
2.1.3 對稱要素的組閤原理
2.1.4 32種宏觀對稱類型
2.1.5 對稱類型的符號
2.1.6 晶體的對稱分類
2.1.7 對稱型的類型
2.2 昌體定嚮和昌麵符號
2.2.1 晶體的定嚮和晶體幾何常數
2.2.2 整數定律和晶體定嚮的基本原則
2.2.3 晶麵符號
2.3 晶體的微觀對稱性
2.3.1 晶體的微觀對稱要素
2.3.2 晶體的微觀對稱類型（230種空間群）
2.3.3 空間群推導舉例
2.3.4 微觀對稱性和宏觀對稱性的關係
習題

第3章 晶體X射綫結構分析
3.1 X射綫的産生及其性質
3.1.1 X射綫的産生
3.1.2 X射綫的性質
3.2 X射綫在昌體中的衍射效應
3.3 勞厄方程和布拉格-烏爾夫方程
3.3.1 直綫點陣衍射條件
3.3.2 平麵點陣衍射條件
3.3.3 空間點陣衍射條件
3.3.4 X射綫在平麵點陣上的“反射”
3.3.5 布拉格一烏爾夫方程
3.4 測定昌胞大小及形狀的實驗方法
3.4.1 勞厄法
3.4.2 迴轉法
3.4.3 粉末法
3.4.4 衍射儀法
3.5 衍射曩度公式——昌胞中原子位置的確定
3.6 昌體結構分析內容
3.7 多昌粉末法的應用
3.7.1 確定簡單晶體結構點陣型式
3.7.2 固體樣品的物相分析
3.7.3 平均粒度的測定
習題

第4章 晶體化學
4.1 單質的昌體結構
4.1.1 金屬鍵和金屬的一般性質
4.1.2 等徑圓球的堆積
4.1.3 金屬元素的晶體結構
4.1.4 金屬的原子半徑
4.1.5 非金屬元素單質的晶體結構
4.1.6 單質晶體結構的過渡
4.2 閤金的結構
4.2.1 金屬固溶體
4.2.2 金屬化閤物
4.2.3 間隙固溶體
4.2.4 鋼鐵的結構和性能
4.3 離子化閤物晶體的結構通論
4.3.1 離子型化閤物晶體結構的描述
4.3.2 點陣能
4.3.3 點陣能的意義
4.3.4 離子半徑
4.3.5 離子的堆積
4.3.6 離子的極化
4.3.7 結晶化學定律
4.4 鮑林規則及矽酸鹽昌體結構
4.4.1 鮑林第一規則（負離子多麵體規則）
4.4.2 鮑林第二規則（電價規則）
4.4.3 鮑林第三規則（負離子多麵體公用頂點、棱與麵的規則）
4.4.4 矽酸鹽晶體的結構特徵
4.4.5 矽酸鹽的結構分類
4.4.6 分子篩的結構與性能
4.5 同昌現象（類質同象）
習題

第5章 晶體的物理性質
5.1 張量基礎知識
5.1.1 張量的概念
5.1.2 張量的變換定律
5.1.3 二階張量的幾何錶示法
5.1.4 晶體對稱性對晶體物理性質的影響
5.2 昌體的力學性質
5.2.1 晶體的彈性性質
5.2.2 晶體的範性性質
5.2.3 晶體的解理性
5.2.4 晶體的硬度
5.3 昌體的熱學性質
5.3.1 晶體的導熱性質
5.3.2 晶體的熱膨脹
5.4 昌體的電學生質
5.4.1 晶體的介電性質
5.4.2 晶體的壓電性質
5.4.3 晶體的熱釋電性質
5.4.4 晶體的鐵電性質
5.5 昌體的磁學性質
5.5.1 晶體的磁性
5.5.2 磁緻伸縮與磁彈性能
5.5.3 磁光效應
5.5.4 磁信息（記錄）、磁光及磁緻伸縮材料
5.6 昌體的光學性質
5.6.1 晶體的顔色及呈色機理
5.6.2 晶體的發光性
5.6.3 晶體光學基礎
5.6.4 晶體中的雙摺射現象
5.6.5 晶體光學的幾何示性麵——光率體和摺射率麵
5.6.6 晶體摺射率色散
5.6.7 晶體的電光效應
5.6.8 晶體的彈光效應與聲光效應
5.6.9 晶體的非綫性光學效應
習題
參考文獻

精彩書摘

結晶化學的研究內容包括如下幾個方麵。
（1）晶體生長學。研究晶體的生成、成長的機理和晶體的人工閤成，用於追溯自然界晶體形成的環境並指導晶體的人工製備。
（2）幾何結晶學。研究晶體構造理論、晶體的對稱性、晶體外形的幾何規律，是結晶化學的經典內容和基礎。
（3）晶體結構學。研究晶體中質點排布的規律及其實驗測定方法，晶體結構資料的獲取，為闡明晶體的一係列現象和性質提供依據。
（4）晶體化學。研究晶體化學組成、結構與晶體性能及形成條件的關係，其理論用於解釋晶體的一係列現象和性質，並指導發現或製備具有預期特性的晶體。
（5）晶體物理學。研究晶體的物理性能及其産生機理，對於更好地應用晶體的特殊性能有重要指導意義。
結晶化學的研究手段和方法如下。
（1）研究晶體化學成分一般采用化學分析、光譜分析和電子探針分析等。
（2）研究晶體結構的基本方法是x射綫衍射分析。為瞭特殊需要還須采用透射電鏡和紅外光譜、穆斯堡爾譜等各種譜學方法作為輔助分析手段。
（3）對晶體形貌的研究，傳統的測角術仍是基本方法。研究晶體錶麵微觀形貌，還需要藉助乾涉顯微鏡和電子顯微鏡進行晶體錶麵的研究。
（4）對晶體生長的研究，除對天然晶體的觀測外，主要是通過人工晶體的培養，研究晶體生長機理，並閤成所需的各種晶體。
（5）對晶體的各種物理性能的研究和物理常數的測定，常采用偏光顯微鏡、電子顯微鏡、波譜分析和電學、磁學、熱學、力學等各種測定-療法。

前言/序言

晶體學基礎：從原子排列到宏觀性質的探索 本書並非《普通高等教育化學類專業規劃教材·國傢級精品課程配套教材：結晶化學》，而是聚焦於晶體學這一核心學科的基礎理論與應用，旨在為學習者提供一套全麵、深入且注重實踐的晶體結構解析與物質性能關聯的入門級教材。本書以嚴謹的科學態度和清晰的邏輯結構，係統闡述瞭晶體的形成、對稱性、結構解析方法及其與材料宏觀性質之間的內在聯係。 全書共分為六大部分，二十個章節，內容涵蓋瞭晶體學的基本概念、幾何晶體學、X射綫衍射基礎、晶體結構解析的實踐方法，以及晶體結構在功能材料設計中的應用。 --- 第一部分：晶體學的基本概念與幾何基礎 (第1-4章) 本部分為全書的基石，奠定瞭學習後續復雜內容所需的理論框架。我們首先從宏觀現象入手，探討晶體的定義、形成條件以及其與非晶體的本質區彆。 第1章：物質的凝聚態與晶體概述 介紹瞭固態物質的分類，重點闡述瞭晶體中長程有序排列的必要性。深入討論瞭晶格能、晶體生長動力學，以及影響晶體形貌的因素。 第2章：點陣與晶胞 詳盡解析瞭抽象的布拉維點陣（Bravais Lattices）概念，這是描述晶體周期性結構的核心數學工具。係統講解瞭七大晶係、十四種布拉維點陣的幾何特徵，並區分瞭原始晶胞（Primitive Cell）與單位晶胞（Unit Cell）的選擇標準及其對結構描述的影響。 第3章：晶體對稱性原理 深入探討瞭晶體學中嚴格遵守的對稱操作，包括平移、鏇轉、反演和反射操作。重點闡述瞭對稱操作的組閤與群論在晶體學中的應用，詳細講解瞭如何通過點群（Point Groups）和空間群（Space Groups）來精確描述晶體的全部對稱特徵，這是理解晶體物理性質的前提。 第4章：晶體結構描述符號 集中介紹如何使用米勒指數（Miller Indices）來標記晶麵、晶嚮和晶帶軸。通過大量的二維和三維圖示，幫助讀者熟練掌握晶麵指數的推導與意義，理解不同指數晶麵對材料錶麵能和反應活性的影響。 --- 第二部分：晶體結構解析的物理基礎 (第5-7章) 本部分將理論視角轉嚮實驗手段，詳細介紹利用波動性來探測原子尺度的結構信息——X射綫衍射（XRD）的物理原理。 第5章：X射綫與物質的相互作用 迴顧瞭X射綫的産生、性質及其與電子的相互作用機製（相乾散射與非相乾散射）。著重分析瞭原子在晶體中的散射因子及其隨角度的變化規律。 第6章：衍射的幾何條件——勞厄方程與布拉格定律 這是晶體學實驗的核心。詳細推導瞭勞厄方程（Laue condition），並將其簡化為更常用的布拉格方程（Bragg's Law）。通過引入倒易點陣（Reciprocal Lattice）的概念，闡釋瞭為什麼隻有滿足特定條件的晶麵纔能産生清晰的衍射斑點，為實驗數據分析提供瞭理論基礎。 第7章：衍射強度與結構因子 探討瞭衍射斑點的強度與晶體內部原子排列方式之間的定量關係。引入瞭結構因子（Structure Factor）的概念，解釋瞭如何利用結構因子的振幅和相位信息，最終重構齣電子雲密度圖，從而確定原子在晶胞中的精確位置。 --- 第三部分：常用晶體結構實例與分類 (第8-11章) 在掌握瞭基礎理論後，本部分通過對常見和重要的晶體結構類型的分析，加深讀者對點陣和空間群應用的理解。 第8章：元素金屬的晶體結構 集中分析麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）和六方緊密堆積（HCP）等經典金屬結構。計算瞭這些結構的配位數、原子堆積密度（Packing Factor），並討論瞭這些結構如何影響金屬的延展性和導電性。 第9章：離子晶體結構 探討瞭離子鍵化閤物的結構特徵，如NaCl、CsCl、ZnS（閃鋅礦和縴鋅礦）結構。分析瞭電荷平衡、半徑比規則（Radius Ratio Rule）在決定離子晶體結構類型中的作用。 第10章：共價晶體與巨大分子晶體 討論瞭原子共享電子對形成的共價網絡結構，例如金剛石、矽和石英。對比瞭這些結構在硬度、熔點和半導體特性上的錶現。 第11章：復雜晶體結構舉例 介紹如鈣鈦礦（Perovskite）結構、尖晶石（Spinel）結構等在陶瓷和功能材料中廣泛存在的復雜結構，強調瞭其結構中的位點占據、晶格畸變與性能的可調控性。 --- 第四部分：實驗技術與結構解析實踐 (第12-15章) 本部分側重於從實驗數據到確定晶體結構的實際操作步驟和常用技術。 第12章：粉末X射綫衍射（PXRD）技術 詳細介紹瞭粉末衍射儀的結構、工作原理以及數據采集過程。重點講解如何從衍射譜圖（$2 heta$ vs 強度）中識彆晶係、確定晶胞參數（a, b, c, $alpha$, $eta$, $gamma$）以及評估晶體質量（如晶粒尺寸）。 第13章：單晶X射綫衍射（SCXRD）基礎 介紹瞭單晶衍射實驗的設備（如四圓衍射儀）和數據收集流程。側重於解釋如何通過係統消光（Systematic Absences）來確定晶體所屬的空間群。 第14章：晶體結構精修與結構報告 講解瞭最小二乘法等方法在結構精修中的應用，如何優化原子坐標、占據因子和熱振動參數。指導讀者如何閱讀和理解標準結構報告（如CIF文件）中的關鍵信息。 第15章：電子衍射與中子衍射 簡要介紹瞭電子衍射在薄膜和納米材料研究中的應用，以及中子衍射在確定輕元素（如氫）位置和磁性結構研究中的獨特優勢。 --- 第五部分：缺陷與非化學計量學 (第16-17章) 晶體並非完美無缺，本部分深入研究晶體內部的非周期性缺陷及其對材料性質的深遠影響。 第16章：晶體結構中的點缺陷 分類討論瞭各種點缺陷，包括空位（Vacancy）、間隙原子（Interstitial）、取代原子（Substitutional）和施托剋缺陷（Schottky/Frenkel defects），並量化瞭缺陷濃度與溫度的關係。 第17章：綫缺陷、麵缺陷與非化學計量 探討瞭位錯（Dislocations）如何導緻材料塑性變形。重點分析瞭非化學計量晶體（如金屬氧化物）中，缺陷與形成該晶體所必需的化學計量數偏離之間的內在聯係，以及這對導電性、離子導電性的影響。 --- 第六部分：晶體結構與材料性能關聯 (第18-20章) 最後一部分將理論與應用緊密結閤，展示晶體學如何指導現代材料科學的發展。 第18章：結構與光學/電學性能 闡述瞭晶體結構對稱性如何決定材料的宏觀物理特性，例如壓電效應、鐵電性、非綫性光學效應（NLO）的晶體學要求。 第19章：晶體結構與催化/吸附性能 分析瞭多孔晶體材料（如沸石、MOFs/COFs）的孔道結構、比錶麵積與選擇性吸附和催化反應活性之間的定量關係。 第20章：晶體結構工程 展望瞭利用晶體學原理設計和閤成具有特定功能的新型晶體材料的前沿方嚮，包括同晶替代、結構相變誘導的性能調控等。 本書特色： 本教材通過整閤幾何晶體學、實驗物理和材料科學的應用案例，構建瞭一個完整的晶體學知識體係。書中包含大量例題解析、關鍵概念辨析，以及對經典晶體結構的三維可視化講解，確保讀者不僅掌握“是什麼”，更能理解“為什麼”和“如何做”。它為學生和研究人員提供瞭一個堅實的平颱，以便深入探索固體物理、材料化學、礦物學等相關領域的晶體結構問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書《結晶化學》給我留下瞭極其深刻的印象，它以一種非常嚴謹但又不失趣味性的方式，為我打開瞭結晶化學的奧秘之門。我一直認為，化學這個學科需要理論與實踐相結閤，而這本書在這方麵做得尤為齣色。它不僅僅是羅列那些抽象的公式和定律，更重要的是，它通過大量引人入勝的案例分析，將結晶化學的理論知識與實際應用緊密聯係起來。比如，書中對不同晶型在藥物穩定性和生物利用度上的影響進行瞭深入探討，這讓我第一次意識到，小小的晶體結構竟然能對藥物的療效産生如此巨大的影響。此外，書中關於相圖的講解也讓我受益匪淺，它清晰地展示瞭物質在不同溫度和壓力下的穩定狀態，對於理解材料的製備和加工過程至關重要。我尤其欣賞的是，作者在講解過程中，始終保持著一種引導性的視角，鼓勵讀者去思考“為什麼”，而不是簡單地記憶“是什麼”。這種教學方式不僅激發瞭我學習的興趣，更重要的是培養瞭我獨立思考和解決問題的能力。這本書絕對是化學專業學生不可多得的寶藏，也是對結晶化學領域感興趣的讀者的一份厚禮。

評分☆☆☆☆☆

這本書《結晶化學》給我帶來瞭一次非常高質量的學習體驗，其內容之充實、邏輯之嚴謹，都讓我由衷贊嘆。在閱讀過程中，我仿佛置身於一個由原子和分子構成的微觀世界，親眼見證著晶體的誕生與演變。書中對晶體生長機製的講解尤為細緻，從成核到晶麵生長，再到宏觀晶體形態的形成，每一個環節都分析得鞭闢入裏。我特彆欣賞作者在處理復雜理論時，能夠始終保持對知識的敬畏之心，深入淺齣，條條是道。例如，在介紹X射綫衍射在晶體結構解析中的應用時，作者不僅給齣瞭理論基礎，還配以實際的衍射圖譜和解析步驟，這對於理解這項關鍵技術非常有幫助。此外，書中對於晶體材料在不同領域的應用案例的介紹，也極大地拓展瞭我的視野，讓我認識到結晶化學在現代科技發展中的重要作用，無論是功能材料的設計，還是精細化學品的製備，都離不開對結晶過程的精確控製。這本書無疑是一部關於結晶化學的傑作，它不僅傳授知識，更傳遞瞭科學探索的精神。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當初選擇這本書《結晶化學》，是抱著一種“既然是國傢級精品課程配套教材，應該不會太差”的心態。然而，讀完之後，我發現它遠遠超齣瞭我的預期。這本書最大的亮點在於其內容的係統性和前沿性。它不僅涵蓋瞭結晶化學的核心理論，如晶體結構、晶格能、晶體缺陷等，還涉及瞭許多當前研究的熱點領域，比如金屬有機框架（MOFs）的閤成與應用、共晶技術在藥物開發中的作用等。這些內容讓我看到瞭結晶化學的無限可能性和廣闊前景。在講述這些前沿內容時，作者並沒有因為其復雜性而迴避，而是用清晰的語言和精美的圖例，將這些高難度的概念呈現齣來，使得非專業讀者也能大緻理解。我特彆喜歡書中關於晶體工程的章節，它詳細介紹瞭如何通過控製結晶過程來設計具有特定功能的晶體材料，這對於從事材料科學、納米技術等領域的研究者來說，具有極高的參考價值。這本書不僅是一本教科書，更像是一本激發創新思維的指南，讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

對於一本專業教材，《結晶化學》在可讀性上做得相當齣色，這讓我感到非常驚喜。我之前接觸過的一些化學教材，往往語言晦澀難懂，充斥著大量的專業術語，讓人望而卻步。但這本書不同，它在保持科學嚴謹性的同時，采用瞭更加生動活潑的語言風格，讓我在閱讀過程中幾乎感受不到“壓力”。作者巧妙地運用類比和實例，將抽象的化學概念變得具體可感。比如，在講解晶體缺陷時，作者將晶體想象成一個整齊的城市，而缺陷就是城市裏偶發的“小麻煩”，這些“小麻煩”雖然微小，卻可能對整個城市的運行産生影響。這樣的比喻一下子就拉近瞭我和知識的距離。此外，書中大量的插圖和錶格也非常有幫助，它們直觀地展示瞭各種晶體結構和現象，大大提升瞭理解效率。我最喜歡的部分是關於結晶動力學和熱力學的內容，它解釋瞭為什麼有些物質會選擇特定的結晶路徑，以及如何通過調控條件來影響結晶過程。這本書真的讓我覺得，結晶化學並非遙不可及，而是充滿瞭趣味和智慧。

評分☆☆☆☆☆

這次有幸拜讀瞭這本《結晶化學》，說實話，在拿到書之前，我對於結晶化學的認知僅限於一些零散的概念，比如晶體結構、原子排列等等，覺得它離我的學習和工作有些遙遠。但這本書真的讓我眼前一亮，它並沒有像我預想的那樣枯燥深奧，反而將復雜的結晶現象和原理講得通俗易懂，邏輯清晰。尤其是在介紹晶體學基礎概念時，作者用瞭很多形象的比喻和圖示，例如將晶格比作三維的樂高積木，將晶麵看作是樂高積木搭成的某個平麵，這一下子就把抽象的概念具象化瞭，讓初學者也能快速掌握。書中對於晶體對稱性、密堆積結構等內容的闡述，更是層層遞進，從基礎的二維平麵對稱元素講到三維空間群，每一步都銜接得很自然。我特彆喜歡其中關於晶體生長動力學的部分，它解釋瞭為什麼不同的條件下晶體形態會發生變化，這一點在很多實際應用中都至關重要，比如在材料科學和製藥領域。整本書讀下來，我感覺自己對結晶化學的理解有瞭質的飛躍，不再是停留在錶麵，而是能深入到其內在的規律和原理，這對於我後續的學習和研究打下瞭堅實的基礎，非常值得推薦給所有對結晶化學感興趣的朋友們。

評分☆☆☆☆☆

很好很好

評分☆☆☆☆☆

是一本不錯的晶體學入門教材，可讀性強。

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很好很好

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