普通高等教育化学类专业规划教材·国家级精品课程配套教材：结晶化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林树坤 著

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• 结晶化学
• 无机化学
• 化学专业
• 高等教育
• 规划教材
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• 教材
• 国家级
• 化学类
• 晶体结构

出版社： 华东理工大学出版社

ISBN：9787562829584

版次：1

商品编码：10569407

包装：平装

丛书名： 化学与应用化学丛书

开本：32开

出版时间：2011-02-01

页数：263

正文语种：中文

内容简介

《结晶化学》所介绍的结晶化学主要内容包含以下四大部分几何结晶学、X射线晶体衍射学、晶体化学和晶体物理。几何结晶学是应用对称性的几何理论讨论了晶体宏观外形的对称性和晶体内部微观结构的对称性；X射线晶体衍射学包括晶体X射线衍射学基本理论、X射线衍射的基本实验方法及X射线粉末法在化学中的应用；晶体化学包括了对无方向性和不饱和性的金属键、离子键、范德瓦尔斯键所构成的晶体结构（用圆球的密堆积模型）规律与性能之间关系的描述，而对于较复杂化合物的晶体结构则应用负离子配位多面体的构型进行描述；晶体物理部分则应用群论的工具分别计算了晶体的力学、电学、磁学、光学等物理参量，并导出晶体相应的物理性质，从理论上给出晶体的组成、结构与各种特殊性能之间的关系。

目录

绪论
第一章 晶体及晶体的投影
1.1 晶体
1.1.1 晶体的定义
1.1.2 晶体的特性
1.2 昌体结构和空间点阵
1.2.1 晶体结构中质点分布的周期性
1.2.2 空间点阵的概念和晶体的严格定义
1.2.3 空间点阵的基本性质及空间点阵的几何形象
1.2.4 空间格子的形象
1.2.5 平移群
1.3 面角守恒定律和晶体的投影
1.3.1 面角守恒定律
1.3.2 晶体的测量
1.4 昌体的投影
1.4.1 晶体的球面投影及其坐标
1.4.2 晶体的极射赤平投影与心射极平投影
习题

第2章 几何结晶学
2.1 昌体的宏观对称性
2.1.1 对称性的概念
2.1.2 晶体的对称要素
2.1.3 对称要素的组合原理
2.1.4 32种宏观对称类型
2.1.5 对称类型的符号
2.1.6 晶体的对称分类
2.1.7 对称型的类型
2.2 昌体定向和昌面符号
2.2.1 晶体的定向和晶体几何常数
2.2.2 整数定律和晶体定向的基本原则
2.2.3 晶面符号
2.3 晶体的微观对称性
2.3.1 晶体的微观对称要素
2.3.2 晶体的微观对称类型（230种空间群）
2.3.3 空间群推导举例
2.3.4 微观对称性和宏观对称性的关系
习题

第3章 晶体X射线结构分析
3.1 X射线的产生及其性质
3.1.1 X射线的产生
3.1.2 X射线的性质
3.2 X射线在昌体中的衍射效应
3.3 劳厄方程和布拉格-乌尔夫方程
3.3.1 直线点阵衍射条件
3.3.2 平面点阵衍射条件
3.3.3 空间点阵衍射条件
3.3.4 X射线在平面点阵上的“反射”
3.3.5 布拉格一乌尔夫方程
3.4 测定昌胞大小及形状的实验方法
3.4.1 劳厄法
3.4.2 回转法
3.4.3 粉末法
3.4.4 衍射仪法
3.5 衍射曩度公式——昌胞中原子位置的确定
3.6 昌体结构分析内容
3.7 多昌粉末法的应用
3.7.1 确定简单晶体结构点阵型式
3.7.2 固体样品的物相分析
3.7.3 平均粒度的测定
习题

第4章 晶体化学
4.1 单质的昌体结构
4.1.1 金属键和金属的一般性质
4.1.2 等径圆球的堆积
4.1.3 金属元素的晶体结构
4.1.4 金属的原子半径
4.1.5 非金属元素单质的晶体结构
4.1.6 单质晶体结构的过渡
4.2 合金的结构
4.2.1 金属固溶体
4.2.2 金属化合物
4.2.3 间隙固溶体
4.2.4 钢铁的结构和性能
4.3 离子化合物晶体的结构通论
4.3.1 离子型化合物晶体结构的描述
4.3.2 点阵能
4.3.3 点阵能的意义
4.3.4 离子半径
4.3.5 离子的堆积
4.3.6 离子的极化
4.3.7 结晶化学定律
4.4 鲍林规则及硅酸盐昌体结构
4.4.1 鲍林第一规则（负离子多面体规则）
4.4.2 鲍林第二规则（电价规则）
4.4.3 鲍林第三规则（负离子多面体公用顶点、棱与面的规则）
4.4.4 硅酸盐晶体的结构特征
4.4.5 硅酸盐的结构分类
4.4.6 分子筛的结构与性能
4.5 同昌现象（类质同象）
习题

第5章 晶体的物理性质
5.1 张量基础知识
5.1.1 张量的概念
5.1.2 张量的变换定律
5.1.3 二阶张量的几何表示法
5.1.4 晶体对称性对晶体物理性质的影响
5.2 昌体的力学性质
5.2.1 晶体的弹性性质
5.2.2 晶体的范性性质
5.2.3 晶体的解理性
5.2.4 晶体的硬度
5.3 昌体的热学性质
5.3.1 晶体的导热性质
5.3.2 晶体的热膨胀
5.4 昌体的电学生质
5.4.1 晶体的介电性质
5.4.2 晶体的压电性质
5.4.3 晶体的热释电性质
5.4.4 晶体的铁电性质
5.5 昌体的磁学性质
5.5.1 晶体的磁性
5.5.2 磁致伸缩与磁弹性能
5.5.3 磁光效应
5.5.4 磁信息（记录）、磁光及磁致伸缩材料
5.6 昌体的光学性质
5.6.1 晶体的颜色及呈色机理
5.6.2 晶体的发光性
5.6.3 晶体光学基础
5.6.4 晶体中的双折射现象
5.6.5 晶体光学的几何示性面——光率体和折射率面
5.6.6 晶体折射率色散
5.6.7 晶体的电光效应
5.6.8 晶体的弹光效应与声光效应
5.6.9 晶体的非线性光学效应
习题
参考文献

精彩书摘

结晶化学的研究内容包括如下几个方面。
（1）晶体生长学。研究晶体的生成、成长的机理和晶体的人工合成，用于追溯自然界晶体形成的环境并指导晶体的人工制备。
（2）几何结晶学。研究晶体构造理论、晶体的对称性、晶体外形的几何规律，是结晶化学的经典内容和基础。
（3）晶体结构学。研究晶体中质点排布的规律及其实验测定方法，晶体结构资料的获取，为阐明晶体的一系列现象和性质提供依据。
（4）晶体化学。研究晶体化学组成、结构与晶体性能及形成条件的关系，其理论用于解释晶体的一系列现象和性质，并指导发现或制备具有预期特性的晶体。
（5）晶体物理学。研究晶体的物理性能及其产生机理，对于更好地应用晶体的特殊性能有重要指导意义。
结晶化学的研究手段和方法如下。
（1）研究晶体化学成分一般采用化学分析、光谱分析和电子探针分析等。
（2）研究晶体结构的基本方法是x射线衍射分析。为了特殊需要还须采用透射电镜和红外光谱、穆斯堡尔谱等各种谱学方法作为辅助分析手段。
（3）对晶体形貌的研究，传统的测角术仍是基本方法。研究晶体表面微观形貌，还需要借助干涉显微镜和电子显微镜进行晶体表面的研究。
（4）对晶体生长的研究，除对天然晶体的观测外，主要是通过人工晶体的培养，研究晶体生长机理，并合成所需的各种晶体。
（5）对晶体的各种物理性能的研究和物理常数的测定，常采用偏光显微镜、电子显微镜、波谱分析和电学、磁学、热学、力学等各种测定-疗法。

前言/序言

晶体学基础：从原子排列到宏观性质的探索 本书并非《普通高等教育化学类专业规划教材·国家级精品课程配套教材：结晶化学》，而是聚焦于晶体学这一核心学科的基础理论与应用，旨在为学习者提供一套全面、深入且注重实践的晶体结构解析与物质性能关联的入门级教材。本书以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，系统阐述了晶体的形成、对称性、结构解析方法及其与材料宏观性质之间的内在联系。 全书共分为六大部分，二十个章节，内容涵盖了晶体学的基本概念、几何晶体学、X射线衍射基础、晶体结构解析的实践方法，以及晶体结构在功能材料设计中的应用。 --- 第一部分：晶体学的基本概念与几何基础 (第1-4章) 本部分为全书的基石，奠定了学习后续复杂内容所需的理论框架。我们首先从宏观现象入手，探讨晶体的定义、形成条件以及其与非晶体的本质区别。 第1章：物质的凝聚态与晶体概述 介绍了固态物质的分类，重点阐述了晶体中长程有序排列的必要性。深入讨论了晶格能、晶体生长动力学，以及影响晶体形貌的因素。 第2章：点阵与晶胞 详尽解析了抽象的布拉维点阵（Bravais Lattices）概念，这是描述晶体周期性结构的核心数学工具。系统讲解了七大晶系、十四种布拉维点阵的几何特征，并区分了原始晶胞（Primitive Cell）与单位晶胞（Unit Cell）的选择标准及其对结构描述的影响。 第3章：晶体对称性原理 深入探讨了晶体学中严格遵守的对称操作，包括平移、旋转、反演和反射操作。重点阐述了对称操作的组合与群论在晶体学中的应用，详细讲解了如何通过点群（Point Groups）和空间群（Space Groups）来精确描述晶体的全部对称特征，这是理解晶体物理性质的前提。 第4章：晶体结构描述符号 集中介绍如何使用米勒指数（Miller Indices）来标记晶面、晶向和晶带轴。通过大量的二维和三维图示，帮助读者熟练掌握晶面指数的推导与意义，理解不同指数晶面对材料表面能和反应活性的影响。 --- 第二部分：晶体结构解析的物理基础 (第5-7章) 本部分将理论视角转向实验手段，详细介绍利用波动性来探测原子尺度的结构信息——X射线衍射（XRD）的物理原理。 第5章：X射线与物质的相互作用 回顾了X射线的产生、性质及其与电子的相互作用机制（相干散射与非相干散射）。着重分析了原子在晶体中的散射因子及其随角度的变化规律。 第6章：衍射的几何条件——劳厄方程与布拉格定律 这是晶体学实验的核心。详细推导了劳厄方程（Laue condition），并将其简化为更常用的布拉格方程（Bragg's Law）。通过引入倒易点阵（Reciprocal Lattice）的概念，阐释了为什么只有满足特定条件的晶面才能产生清晰的衍射斑点，为实验数据分析提供了理论基础。 第7章：衍射强度与结构因子 探讨了衍射斑点的强度与晶体内部原子排列方式之间的定量关系。引入了结构因子（Structure Factor）的概念，解释了如何利用结构因子的振幅和相位信息，最终重构出电子云密度图，从而确定原子在晶胞中的精确位置。 --- 第三部分：常用晶体结构实例与分类 (第8-11章) 在掌握了基础理论后，本部分通过对常见和重要的晶体结构类型的分析，加深读者对点阵和空间群应用的理解。 第8章：元素金属的晶体结构 集中分析面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方紧密堆积（HCP）等经典金属结构。计算了这些结构的配位数、原子堆积密度（Packing Factor），并讨论了这些结构如何影响金属的延展性和导电性。 第9章：离子晶体结构 探讨了离子键化合物的结构特征，如NaCl、CsCl、ZnS（闪锌矿和纤锌矿）结构。分析了电荷平衡、半径比规则（Radius Ratio Rule）在决定离子晶体结构类型中的作用。 第10章：共价晶体与巨大分子晶体 讨论了原子共享电子对形成的共价网络结构，例如金刚石、硅和石英。对比了这些结构在硬度、熔点和半导体特性上的表现。 第11章：复杂晶体结构举例 介绍如钙钛矿（Perovskite）结构、尖晶石（Spinel）结构等在陶瓷和功能材料中广泛存在的复杂结构，强调了其结构中的位点占据、晶格畸变与性能的可调控性。 --- 第四部分：实验技术与结构解析实践 (第12-15章) 本部分侧重于从实验数据到确定晶体结构的实际操作步骤和常用技术。 第12章：粉末X射线衍射（PXRD）技术 详细介绍了粉末衍射仪的结构、工作原理以及数据采集过程。重点讲解如何从衍射谱图（$2 heta$ vs 强度）中识别晶系、确定晶胞参数（a, b, c, $alpha$, $eta$, $gamma$）以及评估晶体质量（如晶粒尺寸）。 第13章：单晶X射线衍射（SCXRD）基础 介绍了单晶衍射实验的设备（如四圆衍射仪）和数据收集流程。侧重于解释如何通过系统消光（Systematic Absences）来确定晶体所属的空间群。 第14章：晶体结构精修与结构报告 讲解了最小二乘法等方法在结构精修中的应用，如何优化原子坐标、占据因子和热振动参数。指导读者如何阅读和理解标准结构报告（如CIF文件）中的关键信息。 第15章：电子衍射与中子衍射 简要介绍了电子衍射在薄膜和纳米材料研究中的应用，以及中子衍射在确定轻元素（如氢）位置和磁性结构研究中的独特优势。 --- 第五部分：缺陷与非化学计量学 (第16-17章) 晶体并非完美无缺，本部分深入研究晶体内部的非周期性缺陷及其对材料性质的深远影响。 第16章：晶体结构中的点缺陷 分类讨论了各种点缺陷，包括空位（Vacancy）、间隙原子（Interstitial）、取代原子（Substitutional）和施托克缺陷（Schottky/Frenkel defects），并量化了缺陷浓度与温度的关系。 第17章：线缺陷、面缺陷与非化学计量 探讨了位错（Dislocations）如何导致材料塑性变形。重点分析了非化学计量晶体（如金属氧化物）中，缺陷与形成该晶体所必需的化学计量数偏离之间的内在联系，以及这对导电性、离子导电性的影响。 --- 第六部分：晶体结构与材料性能关联 (第18-20章) 最后一部分将理论与应用紧密结合，展示晶体学如何指导现代材料科学的发展。 第18章：结构与光学/电学性能 阐述了晶体结构对称性如何决定材料的宏观物理特性，例如压电效应、铁电性、非线性光学效应（NLO）的晶体学要求。 第19章：晶体结构与催化/吸附性能 分析了多孔晶体材料（如沸石、MOFs/COFs）的孔道结构、比表面积与选择性吸附和催化反应活性之间的定量关系。 第20章：晶体结构工程 展望了利用晶体学原理设计和合成具有特定功能的新型晶体材料的前沿方向，包括同晶替代、结构相变诱导的性能调控等。 本书特色： 本教材通过整合几何晶体学、实验物理和材料科学的应用案例，构建了一个完整的晶体学知识体系。书中包含大量例题解析、关键概念辨析，以及对经典晶体结构的三维可视化讲解，确保读者不仅掌握“是什么”，更能理解“为什么”和“如何做”。它为学生和研究人员提供了一个坚实的平台，以便深入探索固体物理、材料化学、矿物学等相关领域的晶体结构问题。

评分☆☆☆☆☆

对于一本专业教材，《结晶化学》在可读性上做得相当出色，这让我感到非常惊喜。我之前接触过的一些化学教材，往往语言晦涩难懂，充斥着大量的专业术语，让人望而却步。但这本书不同，它在保持科学严谨性的同时，采用了更加生动活泼的语言风格，让我在阅读过程中几乎感受不到“压力”。作者巧妙地运用类比和实例，将抽象的化学概念变得具体可感。比如，在讲解晶体缺陷时，作者将晶体想象成一个整齐的城市，而缺陷就是城市里偶发的“小麻烦”，这些“小麻烦”虽然微小，却可能对整个城市的运行产生影响。这样的比喻一下子就拉近了我和知识的距离。此外，书中大量的插图和表格也非常有帮助，它们直观地展示了各种晶体结构和现象，大大提升了理解效率。我最喜欢的部分是关于结晶动力学和热力学的内容，它解释了为什么有些物质会选择特定的结晶路径，以及如何通过调控条件来影响结晶过程。这本书真的让我觉得，结晶化学并非遥不可及，而是充满了趣味和智慧。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当初选择这本书《结晶化学》，是抱着一种“既然是国家级精品课程配套教材，应该不会太差”的心态。然而，读完之后，我发现它远远超出了我的预期。这本书最大的亮点在于其内容的系统性和前沿性。它不仅涵盖了结晶化学的核心理论，如晶体结构、晶格能、晶体缺陷等，还涉及了许多当前研究的热点领域，比如金属有机框架（MOFs）的合成与应用、共晶技术在药物开发中的作用等。这些内容让我看到了结晶化学的无限可能性和广阔前景。在讲述这些前沿内容时，作者并没有因为其复杂性而回避，而是用清晰的语言和精美的图例，将这些高难度的概念呈现出来，使得非专业读者也能大致理解。我特别喜欢书中关于晶体工程的章节，它详细介绍了如何通过控制结晶过程来设计具有特定功能的晶体材料，这对于从事材料科学、纳米技术等领域的研究者来说，具有极高的参考价值。这本书不仅是一本教科书，更像是一本激发创新思维的指南，让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这次有幸拜读了这本《结晶化学》，说实话，在拿到书之前，我对于结晶化学的认知仅限于一些零散的概念，比如晶体结构、原子排列等等，觉得它离我的学习和工作有些遥远。但这本书真的让我眼前一亮，它并没有像我预想的那样枯燥深奥，反而将复杂的结晶现象和原理讲得通俗易懂，逻辑清晰。尤其是在介绍晶体学基础概念时，作者用了很多形象的比喻和图示，例如将晶格比作三维的乐高积木，将晶面看作是乐高积木搭成的某个平面，这一下子就把抽象的概念具象化了，让初学者也能快速掌握。书中对于晶体对称性、密堆积结构等内容的阐述，更是层层递进，从基础的二维平面对称元素讲到三维空间群，每一步都衔接得很自然。我特别喜欢其中关于晶体生长动力学的部分，它解释了为什么不同的条件下晶体形态会发生变化，这一点在很多实际应用中都至关重要，比如在材料科学和制药领域。整本书读下来，我感觉自己对结晶化学的理解有了质的飞跃，不再是停留在表面，而是能深入到其内在的规律和原理，这对于我后续的学习和研究打下了坚实的基础，非常值得推荐给所有对结晶化学感兴趣的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

这本书《结晶化学》给我留下了极其深刻的印象，它以一种非常严谨但又不失趣味性的方式，为我打开了结晶化学的奥秘之门。我一直认为，化学这个学科需要理论与实践相结合，而这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅是罗列那些抽象的公式和定律，更重要的是，它通过大量引人入胜的案例分析，将结晶化学的理论知识与实际应用紧密联系起来。比如，书中对不同晶型在药物稳定性和生物利用度上的影响进行了深入探讨，这让我第一次意识到，小小的晶体结构竟然能对药物的疗效产生如此巨大的影响。此外，书中关于相图的讲解也让我受益匪浅，它清晰地展示了物质在不同温度和压力下的稳定状态，对于理解材料的制备和加工过程至关重要。我尤其欣赏的是，作者在讲解过程中，始终保持着一种引导性的视角，鼓励读者去思考“为什么”，而不是简单地记忆“是什么”。这种教学方式不仅激发了我学习的兴趣，更重要的是培养了我独立思考和解决问题的能力。这本书绝对是化学专业学生不可多得的宝藏，也是对结晶化学领域感兴趣的读者的一份厚礼。

评分☆☆☆☆☆

这本书《结晶化学》给我带来了一次非常高质量的学习体验，其内容之充实、逻辑之严谨，都让我由衷赞叹。在阅读过程中，我仿佛置身于一个由原子和分子构成的微观世界，亲眼见证着晶体的诞生与演变。书中对晶体生长机制的讲解尤为细致，从成核到晶面生长，再到宏观晶体形态的形成，每一个环节都分析得鞭辟入里。我特别欣赏作者在处理复杂理论时，能够始终保持对知识的敬畏之心，深入浅出，条条是道。例如，在介绍X射线衍射在晶体结构解析中的应用时，作者不仅给出了理论基础，还配以实际的衍射图谱和解析步骤，这对于理解这项关键技术非常有帮助。此外，书中对于晶体材料在不同领域的应用案例的介绍，也极大地拓展了我的视野，让我认识到结晶化学在现代科技发展中的重要作用，无论是功能材料的设计，还是精细化学品的制备，都离不开对结晶过程的精确控制。这本书无疑是一部关于结晶化学的杰作，它不仅传授知识，更传递了科学探索的精神。

评分☆☆☆☆☆

是一本不错的晶体学入门教材，可读性强。

评分☆☆☆☆☆

很好很好

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很好很好

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是一本不错的晶体学入门教材，可读性强。

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