目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 晶體、非晶體及準晶的概念 1
1.1.1 晶體的概念 1
1.1.2 非晶體的概念 2
1.1.3 準晶的基本概念 3
1.2 晶體的基本性質 5
1.3 晶體學的發(fā)展簡史 6
1.4 晶體學的意義 8
思考題 8
第2章 幾何晶體學基礎 10
2.1 空間格子 10
2.1.1 空間格子的導出 11
2.1.2 空間格子的特點 11
2.1.3 單位平行六面體 13
2.1.4 布拉維格子 14
2.2 晶體的宏觀對稱與點群 17
2.2.1 對稱的概念和對稱要素 17
2.2.2 晶體的宏觀對稱要素和對稱定律 18
2.2.3 對稱要素的組合定理 22
2.2.4 對稱型的推導及點群 23
2.2.5 晶體的宏觀對稱分類 27
2.3 晶體定向及晶體學符號 28
2.3.1 有理指數定律 28
2.3.2 晶體定向的基本原則 29
2.3.3 各晶系晶體的定向 30
2.3.4 晶面的米氏符號 30
2.3.5 晶棱符號 34
2.4 單形和聚形 34
2.4.1 單形的概念 34
2.4.2 單形符號 35
2.4.3 單形的命名 35
2.4.4 47 種幾何單形與分類 35
2.4.5 聚形 38
2.5 晶體的微觀對稱與空間群 38
2.5.1 晶體的微觀對稱要素 38
2.5.2 空間群的概念 40
2.5.3 空間群的國際符號 41
2.5.4 等效點系 46
思考題 48
第3章 晶體中的化學鍵 49
3.1 原子結構 49
3.1.1 原子核外電子的運動狀態(tài) 49
3.1.2 量子數與軌道 50
3.1.3 電子云及其分布 51
3.1.4 原子的電子排布 52
3.1.5 原子的電離能、電子親和能及電負性 55
3.2 離子鍵和離子晶體 56
3.2.1 離子鍵的性質 56
3.2.2 離子極化 58
3.2.3 離子晶體的晶格能 59
3.2.4 離子半徑 61
3.2.5 離子半徑比與配位數的關系 62
3.2.6 球體緊密堆積原理 63
3.2.7 鮑林規(guī)則 66
3.2.8 離子晶體的特點 68
3.3 共價鍵和共價晶體 68
3.3.1 共價鍵理論 69
3.3.2 鍵參數 74
3.3.3 共價晶體的特點 78
3.4 金屬鍵和金屬晶體 78
3.4.1 能帶理論 79
3.4.2 金屬原子半徑 80
3.4.3 金屬晶體的特點 81
3.5 分子間作用力和分子晶體 81
3.5.1 范德華力 81
3.5.2 氫鍵和氘鍵 83
3.5.3 分子晶體的特點 84
3.6 中間型鍵 84
3.6.1 離子鍵與共價鍵的中間型鍵 84
3.6.2 共價鍵與金屬鍵的中間型鍵 85
思考題 85
第4章 晶體成分 86
4.1 晶體的化學組成 86
4.1.1 陰離子 86
4.1.2 陽離子 88
4.1.3 原子 89
4.1.4 分子 89
4.1.5 晶體中的水 90
4.1.6 化學計量性與非化學計量性 92
4.2 晶體成分的測定 92
4.3 晶體結構式 94
4.3.1 晶體結構式的書寫規(guī)則 94
4.3.2 晶體結構式的計算 95
4.4 晶體成分的研究意義 100
思考題 101
第5章 晶體結構 102
5.1 元素單質的晶體結構 102
5.1.1 金屬單質的典型晶體結構 102
5.1.2 稀有氣體的晶體結構 103
5.1.3 非金屬單質的典型晶體結構 104
5.2 無機化合物的典型晶體結構 106
5.2.1 二元無機化合物的晶體結構 106
5.2.2 多元無機化合物的晶體結構 110
5.3 硅酸鹽的晶體結構 112
5.3.1 島狀結構 113
5.3.2 環(huán)狀結構 114
5.3.3 鏈狀結構 115
5.3.4 層狀結構 116
5.3.5 架狀結構 117
思考題 119
第6章 晶體缺陷 121
6.1 點缺陷 121
6.1.1 點缺陷的種類 121
6.1.2 特殊點缺陷類型 122
6.1.3 缺陷反應方程式 124
6.2 線缺陷 125
6.2.1 刃型位錯 126
6.2.2 螺型位錯 126
6.2.3 混合位錯 127
6.2.4 位錯的成因 128
6.3 面缺陷 129
6.3.1 外表面 129
6.3.2 晶界 129
6.3.3 孿晶界 130
6.3.4 堆垛層錯 131
6.3.5 相界 131
6.4 體缺陷 132
6.4.1 包裹體 132
6.4.2 胞狀組織 132
6.4.3 晶體生長條紋 132
6.4.4 開裂 133
6.4.5 生長扇形界缺陷 133
思考題 134
第7章 晶體成分與結構的變化 135
7.1 相變 135
7.2 固溶體 136
7.3 類質同象 137
7.3.1 類質同象的概念 137
7.3.2 類質同象的影響因素 138
7.4 晶體結構的有序-無序 139
7.4.1 有序與無序的概念 139
7.4.2 無序類型 140
7.4.3 晶體結構的有序化過程 141
7.5 同質多象 142
7.6 多型和多體構型 142
思考題 144
第8章 晶體場理論簡介 145
8.1 晶體場中的d 軌道 145
8.1.1 d 軌道的能級分裂 145
8.1.2 影響？ 值的因素 147
8.2 d 軌道中的電子排布 149
8.3 晶體場穩(wěn)定化能 150
8.4 姜-泰勒效應 152
8.5 晶體場理論的應用 153
8.5.1 晶體場對晶體顏色的影響 153
8.5.2 過渡金屬元素晶體的磁性 154
8.5.3 過渡金屬離子半徑變化規(guī)律 155
8.5.4 用晶體場穩(wěn)定化能解釋尖晶石的結構 155
思考題 157
第9章 晶體生長 158
9.1 晶體生長的基本過程 158
9.2 晶體生長理論 160
9.2.1 晶體平衡形態(tài)理論 160
9.2.2 界面生長理論 162
9.2.3 周期鍵鏈理論 165
9.2.4 其他晶體生長理論 166
9.3 晶體生長方法與技術 167
9.3.1 氣相生長 167
9.3.2 溶液生長 171
9.3.3 熔體生長 173
9.4 信息技術在晶體生長中的應用 179
9.4.1 蒙特卡羅模擬 179
9.4.2 分子動力學模擬 179
9.4.3 機器學習 180
思考題 182
實習指導 183
實習一 晶體的宏觀對稱要素 183
實習二 晶體定向和晶面符號 186
實習三 晶體微觀對稱要素 188
參考文獻 192