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第一章 晶体及其本质 1

第一节 晶体 1

一、晶体概念的发展 1

二、同质多象 3

第二节 晶体的基本特点 5

一、各向异性 5

二、均匀性 7

第三节 点阵与点阵结构 9

一、点阵与点阵结构的概念 9

二、点阵和平移群 10

三、格子和晶胞 11

第四节 实际晶体 14

一、单晶体与多晶体 14

二、实际晶体与理想晶体 15

三、二面角守恒定律 15

四、氯化钠晶体的抗拉强度 16

五、液晶 17

第二章 晶体的宏观对称性 19

第一节 对称性概论 19

一、基本概念 19

二、宏观对称元素 20

三、对称元素和点阵的几何配置 26

四、对称性定律 27

第二节 对称元素组合原理 28

一、反映面之间的组合 28

二、反映面与旋转轴的组合 28

三、旋转轴与对称中心的组合 29

四、旋转轴之间的组合 30

第三节 晶体的32点群 31

一、晶体32点群的推导 31

二、7个晶系 36

三、点群符号 37

第四节 整数定律和晶面指数 38

一、整数定律 38

二、晶面指数 39

三、晶体的定向 40

四、布拉威定律 42

第五节 47种单形 43

一、普形和特形 43

二、单形和聚形 43

三、立方晶系Oh的单形 44

四、47种单形 45

第六节 分子的对称性 46

一、分子的对称性 46

二、分子结构的测定 46

第三章 晶体的微观对称性 51

第一节 7个晶系和14种空间格子 51

一、布拉威法则 51

二、点阵的对称性 52

三、平行六面体的形状 52

四、14种空间格子 54

第二节 晶体的微观对称元素 59

一、点阵 59

二、螺旋轴 59

三、滑移面 64

第三节 对称元素组合原理 66

一、两个平行反映面的组合 66

二、平移和正交反映面的组合 66

三、平移和斜交反映面的组合 67

四、旋转轴与垂直平移的组合 68

五、旋转轴与斜交平移的组合 68

第四节 晶体的230种空间群 69

一、微观观察下和宏观观察下的晶体 69

二、空间群与点群的同形关系 70

三、空间群的符号 70

四、与点群C2v同形的空间群 74

五、与C2v同形的空间群的投影图表示 78

第五节 等效点系 92

一、等效点系 92

二、等效点系的符号 93

第六节 几何结晶学总结 96

一、对称性和几何度量 96

二、对称性的重要性 96

三、几何结晶学总结 98

第四章 X光与晶体 100

第一节 劳埃方程 100

一、晶体作为X光的衍射光栅 100

二、劳埃方程 101

三、X光照相法 102

第二节 布拉格方程 103

一、离原点第一个点阵平面的方程 103

二、布拉格方程 104

三、面间距公式 106

第三节 第一次X光结构分析 108

第四节 衍射强度和晶胞中的原子分布 111

一、原子散射因子 111

二、结构因子 112

三、结构因子的计算 115

四、倍数因子 120

五、偏振因子和洛仑兹因子 121

六、衍射强度公式 122

第五节 倒易点阵 123

一、布拉格方程的另一种表示方法 123

二、点阵与倒易点阵 124

三、倒易点阵的向量推导 126

二、倒易点阵和点阵的关系 128

第六节 倒易点阵和X光衍射 129

一、爱瓦尔德反射球 129

二、倒易点阵中的结构因子 132

第五章 X光粉末衍射法 133

第一节 立方晶系粉末相 133

一、粉末衍射原理 133

二、立方晶系粉末相的指标化 135

三、CdTe的结构分析 137

四、KMgF3的结构分析 138

五、Fe4N中氮的价态研究 140

第二节 四方晶系粉末相 142

一、数学解析法指标化 142

二、尿素晶体粉末相的指标化 142

三、尿素分子结构的测定 144

四、TaSr2(Nd1.5Ce0.5)Cu2Oy粉末相的指标化和结构测定 149

第三节 六方晶系粉末相 152

第四节 X光粉末衍射法在相和体系研究中的应用 155

一、格子变化对粉末线的影响 155

二、铜金体系 157

三、相图的绘制 159

四、不定比化合物 164

第五节 晶粒大小的测定 164

一、积分强度 164

二、粉末线的半峰宽和颗粒度 165

三、应用实例 168

第六节 物相鉴定及应用 170

一、物相鉴定原理 170

二、应用实例 172

第六章 晶体结构分析 176

第一节 劳埃照相 176

一、原理 176

二、弗里德尔对称性 177

三、应用 178

第二节 转动照相和魏森堡照相 179

一、转动照相原理 179

二、转动照相的缺点 182

三、魏森堡照相原理 182

四、应用 184

第三节 旋进照相 185

一、转动照相的倒易点阵解释 185

二、倒易点阵照相法—旋进照相法 186

第四节 晶体中电子云密度的空间分布 188

一、晶体中的电子云密度的分布 188

二、电子云密度投影图 190

第五节 重原子法 191

一、重原子法原理 191

二、重原子位置的确定 194

三、测定实例：肽花腈铂（PtC32H16N8）结构分析 194

第六节 电子衍射和中子衍射 198

一、电子衍射 198

二、中子衍射 199

三、中子衍射的用途 201

第七章 结晶化学概论 205

第一节 等径球的密堆积 205

一、球的六方A3和立方A1最紧密堆积 206

二、空间利用率 207

三、多层堆积 209

四、原子半径 210

第二节 不等径球的密堆积 212

一、最密堆积中的空隙类型 212

二、离子晶体的堆积 213

三、离子半径比对结构的影响 214

四、离子半径的求解 216

第三节 分子的堆积 220

一、格里姆·索末菲法则和非金属、分子的堆积 220

二、有机分子的堆积 220

第四节 密堆积理论和空间群理论 225

一、球最紧密堆积的空间群 225

二、分子堆积的空间群 227

三、晶体在219种空间群中的分布 229

四、空间群理论和密堆积理论 231

第五节 晶体结构研究的重要性 231

一、同质多象及其分类 231

二、类质同象 235

三、固溶体 235

四、反常固溶体 236

五、晶体的连生和外延 237

第八章 离子键和共价键 241

第一节 离子键 241

一、离子键 241

二、晶格能 241

三、玻恩－卡伯循环 244

四、晶格能的应用 246

五、配位数对晶体中离子半径的影响 247

第二节 共价键 248

一、共价键 248

二、共价半径 248

三、杂化轨道理论 250

第三节 结晶化学定律 252

一、结晶化学定律 252

二、离子大小与晶体结构 252

三、离子的极化 253

四、极化对晶体结构的影响 255

第四节 鲍林规则 258

一、描述晶体结构的三种方法 258

二、鲍林规则 259

第五节 离子键与共价键的相互过渡 263

一、电负性与晶体中的化学键 263

二、化学键中离子键和共价键成分 266

三、离子键和共价键的相互过渡 266

第九章 四面体配位的结晶化学 271

第一节 孤立基团的稳定性 271

一、离子的屏蔽效应 271

二、络离子的稳定性 273

第二节 ZnS的结构 274

一、ZnS的两种结构 274

二、不定比性和无序结构 275

三、衍生结构（有序超结构） 275

四、半导体的结晶化学 276

第三节 SO3和P2O5的晶体结构 278

一、SO3的结构和物性 278

二、P2O5的结构和物性 279

第四节 硅酸盐 280

一、硅酸盐的结构特征 280

二、硅酸盐的分类 281

三、硅酸盐的结晶化学 286

第五节 分子筛 288

一、分子筛的结构特征 288

二、典型硅（铝）酸盐沸石分子筛的结构类型 291

三、磷酸铝分子筛的结构 304

第十章 八面体配位的结晶化学 308

第一节 钙钛矿型结构 309

一、钙钛矿（CaTiO3）型结构 309

二、压电晶体、热电晶体和铁电晶体 310

三、钙钛矿型复合氧化物的超导电性 313

第二节 ReO3和相关结构 315

一、ReO3结构 315

二、钨青铜（AxWO3）结构及其超导电性 316

三、切变化合物 318

第三节 CdI2型和CdCl2型结构 320

一、CdI2和CdCl2结构 320

二、多层堆积和超结构 321

第四节 金红石和有关结构 322

一、金红石结构 322

二、双金红石链结构 324

第五节 NaCl型结构 325

一、NaCl结构 325

二、晶格能对晶体结构的影响 327

三、不定比性和超结构 329

第六节 NiAs型结构 332

一、NiAs结构 332

二、不定比性和超结构 333

第七节 刚玉和有关结构 333

一、刚玉（α-Al2O3）结构 333

二、LiNbO3和FeTiO3的结构 334

第八节 同多酸和杂多酸 336

一、同多酸阴离子的稳定性 336

二、杂多酸阴离子 338

第十一章 其他配位多面体的结晶化学 341

第一节 三、四、五配位结构 341

一、三配位 341

二、四配位 341

三、五配位 342

第二节 三方柱配位——MoS2型结构 344

一、MoS2结构 344

二、二硫化合物的结构 344

三、MS2及其夹层化合物的超导电性 346

第三节 七配位结构 346

一、七配位结构 346

二、ZrO2的相变 347

第四节 八配位结构 348

一、CaF2结构 348

二、CsCl结构 349

三、UO2F2结构 351

四、PbClF结构 351

第五节 九配位结构 352

第六节 固体离子导体 354

一、固体离子导体 354

二、α-AgI的结构和性能 354

三、用Y2O3稳定的立方ZrO2 356

第十二章 复杂结构的结晶化学 357

第一节 硼酸盐 357

一、硼酸盐的分类 357

二、硼酸盐的非线性光学性质 359

第二节 晶体场理论 361

一、八面体配位 362

二、四面体配位 364

三、过渡金属离子的有效半径 365

第三节 AB2O4型结构 366

一、尖晶石 366

二、反尖晶石 367

三、决定尖晶石结构的因素 369

四、金绿宝石（BeAl2O4）的结构 369

五、AB2O4（A2BO4）型结构的结晶化学 370

六、CuxZn1-xFe2O4体系的结构 372

第四节 晶体场对尖晶石结构和性能的影响 373

一、晶体场稳定能和尖晶石结构 373

二、姜·泰勒效应 376

三、无序相和不定比性 377

四、铁的氧化物 377

第五节 石榴石的结构 379

一、石榴石的结构 379

二、钇铝石榴石 381

三、钆铁石榴石 381

第十三章 范德瓦尔斯键和氢键 383

第一节 范德瓦尔斯键 383

一、范德瓦尔斯键 383

二、范德瓦尔斯半径 385

三、极性范德瓦尔斯键 385

第二节 氢键 389

一、氢键 389

二、冰的变体 390

三、重要的氢氧化物的结构 391

四、KH（C6H5CH2COO）2晶体中的对称氢键 393

五、氢键铁电体 395

第三节 晶体结构中的水 396

一、配位水和结构水（NiSO4·7H2O）结构 396

二、CuCl·2H2O的晶体结构 397

三、LiClO4·3H2O的晶体结构 399

第四节 包合物 399

一、管道状包合物 399

二、笼形包合物 399

第五节 夹层化合物 402

一、石墨形成的夹层化合物 403

二、过渡金属二硫化物形成的夹层化合物 404

三、Bi系铜酸盐超导体形成的夹层化合物 405

第十四章 金属的结晶化学 408

第一节 能带理论 408

一、倒易点阵和衍射条件 408

二、布里渊区 409

三、能带理论 410

四、金属、半金属、半导体和绝缘体 412

第二节 金属键 413

一、金属键 413

二、金属氢 415

三、TiC中的化学键 416

四、金属与半导体、绝缘体的相互转变 416

第三节 单质的结构 417

一、金属元素的结构 417

二、非金属元素的结构 420

第四节 金属固溶体 420

一、置换固溶体 420

二、有序固溶体——超格子相 422

三、缺位固溶体 424

第五节 中间相 425

一、电子相 426

二、拉维斯相 428

三、化合物相 430

第六节 间隙固溶体 431

一、间隙固溶体 431

二、铁和钢 432

三、马氏相变 435

四、储氢材料 436

第十五章 超导氧化物的结晶化学 438

第一节 简单钙钛矿结构的超导氧化物 439

第二节 具有K2NiF4结构的超导氧化物 440

第三节 缺氧的多倍钙钛矿型超导氧化物 444

第四节 含岩盐和钙钛矿层的超导氧化物 447

第五节 含钙钛矿、岩盐和萤石层的超导氧化物 450

第六节 其他结构类型的超导氧化物 455

一、含CO32－及类似阴离子的层状超导氧化物 455

二、具有CsCl型结构单元的层状铜氧化物 455

第七节 其他新型非氧化物超导材料 456

一、MxMo6X8的结构和超导电性 456

二、M3C60的超导性 457

三、二硼化镁——一种新型的高温超导金属 459

习题 460

化合物索引 482

名词索引 498

参考文献 504