结晶学导论

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出版者:地质出版社
作者:
出品人:
页数:214
译者:
出版时间:1989-10
价格:2.80
装帧:平装
isbn号码:9787116004986
丛书系列:
图书标签:
  • 晶体
  • 化学
  • 结晶学
  • X射线衍射
  • 晶体结构
  • 材料科学
  • 化学
  • 物理学
  • 固体物理
  • 结构分析
  • 衍射技术
  • 晶体学基础
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具体描述

内 容 简 介

本书包括了现代结晶学各个主要分支的基本理论和基本知识,以及适当的加深和加宽的内容。其中几

何结晶学及晶体结构学基础、晶体化学基础为全书的重点。本书在精炼经典内容的同时,吸取了当代结晶

学领域中大量有关的新理论和新知识,有机地结合、贯穿于全书之中。

本书作为高等学校岩矿地化类及其相近专业的教材,所引实例以矿物晶体方面的为主,结合专业紧

密;但整体内容完全是按结晶学本身的独立体系和固有规律性进行编写的,适用面广,也可供从事矿物或

其他晶体工作的科技人员和有关专业的师生参考。

全书约30万字,包括表33个,插图193幅。

好的,这是一本名为《晶体结构与物理性质》的图书简介,专注于探索晶体世界的深层规律与物质性能之间的内在联系。 --- 晶体结构与物理性质 内容概述 《晶体结构与物理性质》是一部系统深入探讨物质微观排列(晶体结构)如何决定其宏观可观测特性(物理性质)的专业著作。本书旨在为材料科学、凝聚态物理、化学以及相关工程领域的学生和研究人员提供一个坚实的理论框架和丰富的实例分析。全书结构严谨,逻辑清晰,从晶体学的基本概念出发,逐步深入到复杂晶体结构下的电子、力学、光学和磁学行为。 本书摒弃了仅仅描述晶体形态的传统做法,而是将重点放在“结构-性质”的因果链条上。我们相信,理解任何晶体材料的性能,其根本在于对其原子排列、对称性及其衍生电子态的精准把握。 第一部分:晶体学的基石与结构描述 本部分奠定了理解晶体物理性质的基础。首先,我们详细阐述了晶体的周期性、点阵、布拉维格子和晶体学符号体系(如Miller指数)。重点在于晶体对称性群的数学描述,这不仅是结构分类的依据,更是预测材料物理性质是否各向同性的关键。 晶体学基础: 从二维到三维空间的周期性延拓,晶体势场的周期性本质。 倒易空间的概念: 引入倒易点阵,解释X射线衍射、中子散射等结构分析技术的物理基础,并讨论倒易空间中电子的能带结构是如何形成的。 缺陷工程: 晶体并非完美无瑕。我们详细分析了点缺陷(空位、间隙原子、取代原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)的类型、形成能及其对材料机械性能和电学性能的显著影响。 第二部分:结构决定电子性质——能带理论的晶体视角 电子的运动是决定材料导电性、半导体特性和光学响应的核心因素。本部分将传统的固体物理理论与具体的晶体结构相结合。 周期性势场下的薛定谔方程: 重点讲解布洛赫定理及其在晶体中的物理意义。 能带的形成与结构: 详细分析简单立方、面心立方、体心立方等典型结构下,s、p、d轨道杂化如何构成价带和导带,以及禁带的宽度与材料导电性的关系。 费米面与输运性质: 阐述费米面的形状如何决定金属的导电率、霍尔效应和热电性能。对于半导体,深入讨论了掺杂(施主与受主)对费米能级移动的影响,以及异质结界面处的能带弯曲现象。 第三部分:晶体对称性与宏观物理响应 晶体的对称性是连接微观排列与宏观响应的桥梁。本部分通过张量分析和群论工具,系统地探讨了对称性对材料力学、介电和压电性能的制约。 力学性能的各向异性: 弹性常数张量的表达及其在不同晶系下的简化。位错运动与晶体塑性变形的机制分析,特别是层错能对材料加工性能的影响。 介电与压电效应: 解释电极化矢量与电场方向之间的关系,以及晶体结构中是否存在反演中心对铁电、压电和热释电现象的决定性作用。通过具体的陶瓷和聚合物晶体案例,展示结构极化是如何产生宏观电学响应的。 光学性质与晶体场理论: 探讨光吸收、折射和双折射现象。重点讲解晶体场理论和配位场理论,解释过渡金属离子在不同晶体环境(如四面体、八面体)中d轨道分裂,从而指导设计发光材料和激光晶体。 第四部分:磁性晶体结构与多铁性 磁性是晶体结构中电子自旋有序的结果。本部分聚焦于磁结构与磁相变,并拓展至新兴的多铁性材料。 磁有序的类型: 详细区分顺磁、反铁磁、铁磁和亚铁磁结构。通过平均场理论和交换作用的晶体学起源(超交换作用),解释了磁矩排列的方向性。 磁结构与结构畸变: 讨论磁结构变化如何驱动晶格发生形变(如磁致伸缩和磁电阻效应),特别是古柏勒特(Gorter)模型在解释磁晶耦合中的应用。 多铁性材料: 探讨铁电性(电偶极子有序)与铁磁性(磁偶极子有序)共存于同一材料中的条件,即结构中是否存在同时满足极性和磁性对称性要求的位点,以及这类材料在存储和传感器领域的潜力。 第五部分:先进晶体材料的结构探究实例 本部分通过具体的、具有工程应用价值的晶体系统,整合前述理论知识,展示结构分析的实际过程。 钙钛矿(Perovskites): 以ABO3结构为例,分析其结构柔性(Jahn-Teller效应、离子弛豫)如何导致其在光伏和催化领域的优异性能。 高熵合金(HEAs): 探讨这种具有复杂晶体结构和广泛固溶体的材料体系中,局域原子环境的无序性如何影响其机械稳定性和扩散行为。 拓扑绝缘体: 从拓扑不变量的角度,解释某些晶体结构(如Bi2Se3)中,表面电子态与体态电子态的独特交织如何形成受保护的无耗散输运通道。 总结与展望 《晶体结构与物理性质》旨在提供一个跨越传统学科界限的视角,强调从原子尺度上的周期性排列出发,才能真正理解材料宏观行为的内在逻辑。本书的读者将掌握解读复杂晶体图谱、预测材料性能变化趋势,并指导新型功能晶体设计的核心能力。 ---

作者简介

目录信息

目 录
绪 论
第一章 晶体和非晶质体
第一节 晶体的概念
第二节 晶体的空间格子规律
一、 空间格子的导出
二、 空间格子的基本规律
第三节 非晶质体
一、 非晶质体的概念
二、 非晶质体与晶体间的转化
第四节 晶体的基本性质
第二章 晶体的发生与成长
第一节 形成晶体的方式
第二节 成核作用
一、 均匀成核作用
二、 非均匀成核作用和二次成核作用
第三节 晶体的成长
一、 层生长理论
二、 螺旋生长理论
三、 再结晶作用
第四节 晶面生长速度
一、 晶面法向生长速度
二、 环带构造
三、 生长锥
第五节 决定晶体生长形的内因
一、 布拉维法则
二、 居里-吴里弗原理
三、 PBC理论
第六节 影响晶体生长形的外因
第七节 晶体的溶解和再生长
一、 晶体的溶解
二、 重结晶作用
第三章 晶体的测量和投影
第一节 面角守恒定律
第二节 晶体测量
第三节 晶体的球面投影及其坐标
一、 晶体的球面投影
二、 球面坐标
第四节 晶体的极射赤平投影与心射极平投影
一、 极射赤平投影
二、 心射极平投影
第五节 极射赤平投影网
一、 极式网
二、 吴氏网
三、 吴氏网的运用
第四章 晶体的宏观对称
第一节 对称的概念
第二节 晶体的对称要素
第三节 对称要素的组合及对称型
一、 对称要素的组合
二、 对称型和晶类的概念
三、 三十二种对称型的导出
第四节 对称型的符号
一、 国际符号
二、 圣弗利斯符号
第五节 晶体的对称分类
一、 晶族和晶系的划分
二、 对称型的类型
第五章 晶体定向和结晶符号
第一节 晶体定向的概念和晶体几何常数
第二节 整数定律和晶体定向的基本原则
一、 整数定律
二、 晶体定向的基本原则
第三节 各晶系晶体的定向法则
一、 晶体的三轴定向
二、 晶体的四轴定向
第四节 晶面符号
一、 晶面符号的确定
二、 四轴定向时的晶面符号
三、 米氏指数与米勒-布拉维指数间的换算关系
第五节 晶棱符号
一 三轴定向时的晶棱符号
二、 四轴定向时的晶棱符号
第六节 晶带和晶带定律
一、 晶带和晶带轴
二、 晶带定律
三、 晶带定律的应用
第六章 晶体的理想形状
第一节 单形的概念和单形符号
一、单形的概念
二、单形符号
三、具对称联系之晶棱组的符号
第二节 146种结晶学单形
一、导出单形的途径
二、 146种结晶学上不同的单形
三、 单形的不同命名
第三节 几何上不同的47种单形
一、47种几何学单形的特征
二、47种几何学单形在各晶系中的分布
第四节 聚形
一、 聚形的概念和单形相聚的规律性
二、 聚形分析
第五节 左形与右形
第七章 实际晶体的形貌
第一节 晶体习性
一 晶体习性的概念
二、决定晶体习性的因素
第二节 歪晶
第三节 特殊形态的晶体
一、 骸晶
二、 凸晶
三、 弯曲晶体与扭曲晶体
第四节 晶面花纹
一、 邻晶面
二、 生长层和生长丘
三、 生长条纹
四、 生长螺纹
五、 蚀象
第八章 晶体的规则连生
第一节 平行连生
一、 平行连晶
二、 梳状构造
第二节 双晶的概念和双晶要素
一、 双晶的概念
二、 双晶要素
三、双晶接合面
第三节 双晶律和双晶类型
一、双晶律的概念
二、 双晶类型
第四节 双晶的成因及其分类
一、 双晶的成因
二、 双晶的成因分类
第五节 双晶的分布及其识别
一、 矿物中双晶分布的概况
二、 双晶的识别
第六节 衍生
一、衍生的类型
二、浮生和交生
第九章 晶体结构的基本特征
第一节 空间格子的型式
一、 单位平行六面体的划分
二、 14种布拉维空间格子
第二节 晶胞
第三节 晶体的微观对称要素
第四节 空间群
一、 空间群的概念及其与对称型的关系
二、 平移群
三、 空间群的符号
四、 空间群推导之一例
第五节 等效位置
第六节 晶格缺陷
一、 点缺陷
二、 线缺陷
三、 面缺陷
第十章 晶体化学
第一节 离子类型和晶格类型
一、 离子类型
二、 晶格类型
第二节 原子半径和离子半径
第三节 球体紧密堆积原理
一、 等大球体的最紧密堆积及其空隙
二、 不等大球体的紧密堆积
第四节 配位数和配位多面体
一、 配位数
二、 配位多面体
第五节 鲍林法则
第六节 晶体场理论和配位场理论
一、 晶体场理论的基本概念
二、 d轨道的晶体场分裂
三、 晶体场稳定化能
四、 八面体择位能
五、 姜-特勒效应
六、 过渡元素离子有效半径的晶体场效应
七、 配位场理论的基本概念
第七节 能带理论的基本概念
第八节 类质同象和固溶体
一、 类质同象的概念
二、 固溶体的概念
三、 类质同象的类型
四、 影响类质同象的因素
第九节 同质多象
一、 同质多象的概念
二、 同质多象转变
第十节 有序-无序
一、 有序-无序的概念
二、 有序-无序的类型
三、 有序-无序转变
第十一节 多型性
一、 多型性的概念
二、 多型的一般特性
第十二节 典型结构及其分析
一、 结构型和典型结构
二、 典型结构分析
第十一章 晶体的物理性质
第一节 颜色和发光性
一、 颜色的概念
二、 晶体的呈色机理
三、 发光性
第二节 压电性和焦电性
一、 压电性
二、 焦电性
第三节 磁性
第四节 解理和裂理
一、 解理
二、 裂理
第五节 机械形变
一、 弹性形变
二、 范性形变
第六节 不同晶格类型晶体的主要物理性质特点
主要参考书
后 记
封面图 正长石的卡尔斯巴律贯穿双晶(×1.2,山东栖霞灵山)
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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《结晶学导论》在讲述晶体学的过程中,给我带来了一种“可视化”的体验。这本书的插图绘制得极其精美且富有表现力,它们不仅仅是简单的示意图,更是将抽象的科学概念转化为生动形象的画面。我尤其喜欢书中关于布拉维晶格和空间群的图示,它们以三维的视角,清晰地展现了原子在空间中的排列方式,让我能够直观地理解复杂的几何关系。而且,作者在选择插图时,也十分注重其代表性和典型性,每一个图都恰到好处地解释了相关的概念,而非为了图而图。这种“可视化”的教学方式,极大地提升了我的阅读效率和理解深度。我感觉自己仿佛置身于一个微观的实验室,亲眼观察着晶体的形成和生长。它让我意识到,科学的传播,不仅仅在于文字的准确,更在于图像的生动。它教会了我如何通过“看”来理解科学,如何让抽象的理论在脑海中“活”起来。这种极佳的可视化效果,让这本书成为我案头的常备读物,每当我遇到困惑时,翻开它,总能获得新的启发。

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这本《结晶学导论》真是一本让我欲罢不能的书。它不像我之前读过的那些枯燥的技术手册,而是以一种近乎诗意的方式,将抽象的晶体世界展现在我面前。我一直对大自然的鬼斧神工充满好奇,而这本书恰恰满足了我对微观世界秩序美学的渴望。从初翻开时,我就被书中精美的插图和清晰的解释所吸引。那些排列整齐的原子模型,如同微小的建筑师精心搭建的艺术品,让我惊叹不已。作者并没有直接抛出复杂的公式和理论,而是循序渐进地引导我理解晶体结构的基本原理。我尤其喜欢书中关于对称性和晶系的部分,作者用了很多生动的类比,比如将晶体结构比作不同风格的建筑,将对称元素比作各种装饰图案,让我轻松地将抽象概念具象化。读到后来,我甚至能凭空想象出钻石、石英等宝石在原子层面是如何形成的,它们之所以如此美丽,原来背后蕴含着如此严谨的数学规律。这本书不仅教会了我“是什么”,更让我理解了“为什么”。它让我看到了科学的严谨与艺术的美感是如何完美融合的,彻底颠覆了我对“枯燥科学”的刻板印象。我发现,原来在微观世界里,也存在着如此令人着迷的秩序与和谐。它不仅仅是一本关于晶体学的书,更是一扇通往理解物质世界本质的窗户,让我看到了一个充满规律和美感的微观宇宙,而这仅仅是它带给我的第一重惊喜。

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《结晶学导论》在探讨晶体结构时,给我带来了一种全新的“结构思维”。我之前总以为,物质的属性是由其“组成元素”决定的,但这本书让我明白,决定物质性质的,更是其“结构”。例如,同样是碳元素,可以形成硬如钻石的晶体结构,也可以形成柔软如石墨的层状结构。这种巨大的性能差异,完全是由原子排列方式决定的。作者通过对不同晶体结构的深入分析,让我深刻地理解了“结构决定性质”这一核心思想。我开始意识到,在很多领域,我们不应该仅仅关注“是什么”,更应该关注“如何排列”。这种思维模式的转变,让我看待问题的方式发生了很大的变化。它让我看到了结构在一切事物中的重要性,无论是微观的晶体,还是宏观的社会组织,甚至是我们自身的思维方式,都与“结构”息息相关。这本书不仅仅是关于结晶学,它更是在传授一种理解世界的通用方法论,这种关于“结构”的深刻洞察,让我对事物的理解上升到了一个全新的维度,也让我认识到,表面上的差异,往往源于内在的结构之别。

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最令我惊喜的是,《结晶学导论》在结尾部分,并没有停留在理论的层面,而是将目光投向了未来,探讨了结晶学在科技发展中的前沿应用。书中对于新材料的开发、纳米技术的应用、生物晶体学的研究方向等都有所提及,让我看到了结晶学作为一门基础学科,所蕴含的无限潜力。我之前总以为,晶体学可能是一门比较“老”的学科,但这本书向我展示了它在现代科技中的重要性和生命力。它让我意识到,科学的发展是永无止境的,基础学科的不断深化,往往能孕育出颠覆性的技术。我特别欣赏书中对于“跨学科”的强调,它让我看到结晶学如何与其他领域相互融合,共同推动科学的进步。这种对未来的展望,让我对这门学科充满了敬意和信心,也让我对接下来的科技发展充满了期待。它让我明白,学习知识,不仅仅是为了了解过去,更是为了塑造未来,而《结晶学导论》无疑为我打开了这扇通往未来世界的大门。

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让我尤为欣赏的是,《结晶学导论》在内容编排上,充分考虑到了读者的认知过程,做到了循序渐进,层层深入。从最基础的晶体概念,到复杂的衍射理论,每一个部分的讲解都如同搭建一座精美的建筑,地基打牢了,才能建造出高耸入云的楼阁。我从书的开头,对晶体最直观的印象——“规则排列的原子”——开始,逐步理解了点阵、晶胞等基本概念。然后,作者又将这些概念引申到如何用数学语言来描述晶体的周期性,即布拉菲点阵。我曾经以为,科学书籍都应该是那种“一行一行”地讲明白的,但这本书给我展示了另一种可能:知识是可以被“层层剥开”的。它并没有一开始就抛出大量公式,而是先通过直观的图示和浅显的解释,让我对晶体结构有一个宏观的认识,然后再逐渐深入到具体的数学描述。这种“由表及里”的教学方式,让我感觉学习的过程非常自然和流畅,几乎不会产生“卡顿”的感觉。我发现,原来科学的学习也可以如此“舒服”,它让我能够真正地享受学习的过程,而不是被动地记忆。这种对读者体验的细致考量,让这本书不仅仅是一本教科书,更是一次愉快的学习经历。

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《结晶学导论》的叙事方式,也让我印象深刻。它并非一股脑地将所有知识倾泻而出,而是巧妙地将各个章节之间的联系勾勒出来,仿佛是在讲述一个跌宕起伏的故事。从晶体生长的基本规律,到晶体缺陷的形成,再到各种晶体测量技术的演进,每一个部分都像是故事中的一个重要章节,层层递进,引人入胜。我尤其喜欢书中关于晶体生长过程的描述,作者用生动的语言描绘了原子如何在一定的条件下,有序地排列,最终形成我们所见的晶体。这种“从无到有”的创造过程,充满了科学的魅力。而当读到晶体缺陷的部分时,我并没有感到沮丧,反而因为作者对其必要性和影响的深入分析,而对这些“不完美”之处产生了新的认识。它让我明白,正是这些缺陷,赋予了材料特殊的性质,也为科学研究提供了更多探索的空间。这种将理论与叙事巧妙结合的方式,使得阅读过程不再是枯燥的学习,而是一次充满发现的旅程。我感觉自己不仅仅是在阅读一本科学书籍,更是在探索一个充满逻辑和趣味的微观世界,而这种流畅且富有层次的叙事,也让我对后续章节充满了期待,这种阅读体验是许多严肃科学著作难以企及的。

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我发现,《结晶学导论》在解释某些复杂概念时,非常善于运用类比和形象化的比喻,这极大地降低了理解的门槛。例如,在介绍晶体中的对称操作时,作者用到了“旋转”、“镜像”等我们日常生活中非常熟悉的词汇,并将其与晶体中的对称元素巧妙地联系起来。我之前对抽象的数学对称概念感到有些畏惧,但通过这些生动的比喻,我能轻易地想象出晶体是如何通过旋转或镜像操作来获得其独特的对称性的。更让我惊喜的是,作者在解释“空间群”这个更加复杂和抽象的概念时,依然没有放弃运用类比。他将空间群比作一个“密码本”,每一个密码组合都代表着一种独特的晶体结构。这种化繁为简的能力,让我对作者的教学功底赞叹不已。我感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在学习如何“思考”科学问题。它教会了我如何将抽象的概念与具象的形象联系起来,如何在看似复杂的现象中找到规律。这种学习方法,让我受益匪浅,也让我对其他学科的学习充满了信心。它让我意识到,科学并不总是遥不可及,很多时候,它就隐藏在我们日常生活的点滴之中,等待我们去发掘和理解。

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我不得不提,《结晶学导论》中对于晶体缺陷的探讨,可以说是全书的一个亮点。它并没有将缺陷视为“错误”或“瑕疵”,而是将其置于一个更宏大的视角下进行分析。作者清晰地阐述了各种类型的晶体缺陷,如空位、间隙原子、位错等等,并详细介绍了它们是如何形成以及对材料性能产生的影响。我之前总觉得,完美的晶体结构应该是没有缺陷的,但这本书告诉我,恰恰是这些“不完美”,才赋予了材料更加丰富的可能性。例如,位错的存在,是金属能够被塑形的关键原因。这种对“缺陷”的重新解读,让我对事物的认知更加辩证。它让我明白,很多时候,我们所认为的“不足”,也可能蕴含着独特的价值和意义。这种辩证的思维方式,不仅仅适用于科学领域,更是人生智慧的体现。它鼓励我去接纳事物的多面性,去发现“不完美”中的“完美”,这种深刻的哲学启示,让我对这本书的评价,远远超出了其学科本身的范畴。

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这本书给我带来的最大触动,莫过于它对于“视角”这一概念的深刻诠释。在《结晶学导论》的世界里,我们不仅仅是被动地接受信息,更是被鼓励去“看”——从不同的角度去审视同一事物。当我阅读关于晶面指数和晶带指数的章节时,我感觉自己仿佛拥有了一双能穿透物质表象的眼睛。作者通过精妙的图示和逻辑严密的推理,引导我理解了如何从不同的方向去描述和定义一个晶体内部的平面和直线。这种“视角”的转换,让我体会到数学的严谨是如何在微观世界中体现出来的。我曾经对空间几何概念感到有些吃力,但这本书通过将它们与实际的晶体结构相结合,让我豁然开朗。它让我明白,原来我们对事物的理解,很大程度上取决于我们观察它的“角度”。这种思维方式的转变,不仅仅局限于结晶学本身,更延伸到了我日常生活中对问题的思考。我开始尝试从多个维度去分析问题,去理解不同观点背后的逻辑。这本书就像一位循循善诱的导师,教会我如何用更全面、更深刻的视角去认识世界,而不仅仅是停留在表面。它让我意识到,真正的理解,源于对不同“视点”的融会贯通,这种哲学层面的启示,是我始料未及的,也让我对这本书的评价上升到了新的高度。

评分

我不得不说,《结晶学导论》在对理论的阐释上,展现出了一种难能可贵的深度和广度。它并没有止步于介绍晶体学的基本概念,而是进一步探讨了这些概念在实际应用中的重要性。我曾对X射线衍射技术一直感到好奇,但总觉得高不可攀。在这本书里,作者用一种非常易于理解的方式,将X射线衍射的原理、实验过程以及如何解析衍射图谱都进行了详细的介绍。我之前总以为那是非常高深的技术,但读完之后,我才明白,原来这些看似复杂的技术,都是建立在扎实的结晶学理论基础之上的。书中通过大量的实例,展示了如何利用X射线衍射来确定未知物质的晶体结构,以及如何通过分析晶体缺陷来理解材料的性能。我尤其欣赏书中对材料科学和地质学领域应用的深入剖析,这让我看到结晶学并非只是一门纯理论学科,而是具有极强实践价值的领域。它为理解和开发新材料、研究地球的形成和演化提供了至关重要的理论支撑。这本书让我不仅学到了知识,更拓宽了我的视野,让我认识到结晶学在现代科技发展中所扮演的关键角色。它成功地将抽象的科学原理与具体的应用场景紧密联系起来,让我对这个学科产生了更深的敬意和更浓厚的兴趣,这种启迪性的视角是我在其他书籍中鲜少遇到的。

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曾经有一段时间对晶体化学很感兴趣。

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