具体描述
Solid State Chemistry meets the need for an authoritative account of the properties of inorganic solids and the methods for studying them, written at a level suitable for final year undergraduates studying the subject as a special topic or for first-year graduate students embarking on research in the field. This second volume deals with the electronic structure and bonding in solids, and then focuses on several important classes of inorganic compounds.
《物质的微观构成与宏观性质：探寻固态世界的奥秘》 本书并非对《Solid State Chemistry》一书内容的简单概述，而是旨在深入探讨固态物质领域中那些引人入胜的核心概念、前沿研究方向以及其广阔的应用前景。我们将穿越原子与分子的尺度，揭示构成我们世界坚实基础的物质的微观结构，并理解这些微观排布如何直接影响到我们所观察到的宏观性质。 第一章：固体的基石——晶体结构与对称性 在本章中，我们将从最基础的层面开始，剖析固态物质的骨架——晶体结构。我们将深入理解晶格、基元以及晶向和晶面的概念，并学习如何使用米勒指数来精确描述晶体的特定平面。对称性，作为晶体学中最核心的语言，也将被详细阐述。我们将探讨各种空间群如何分类和描述晶体中原子排列的无限组合，并认识到对称性不仅仅是几何上的美学，更是理解固态物质物理化学性质的关键。我们将介绍布拉格衍射等实验技术，它们如同X射线的光束，穿透晶体，Revealing其隐藏的原子排列。 第二章：原子间的纽带——化学键与电子行为 固体的性质很大程度上取决于构成它的原子之间如何结合。本章将聚焦于固态物质中的化学键，从经典的离子键、共价键，到金属键的独特性质，我们将逐一剖析。更重要的是，我们将深入探讨电子在固态系统中的行为。通过引入能带理论，我们将理解电子如何填充原子轨道，形成导带、价带和禁带，从而区分导体、半导体和绝缘体。费米能级、有效质量以及电子在电场和磁场中的响应，都将是本章的重点。量子力学的概念将在这里扮演重要角色，帮助我们理解为什么不同的原子排列会产生截然不同的电子学特性。 第三章：缺陷之美——点缺陷、线缺陷与面缺陷 没有任何固态材料是完美的晶体。本章将引导读者认识到“缺陷”在固态世界中的重要性，它们并非只是瑕疵，而是常常决定材料性能的关键因素。我们将详细讨论点缺陷，如空位、填隙原子和取代原子，并理解它们如何影响扩散、掺杂以及其他传输现象。随后，我们将聚焦于一维缺陷——位错，理解它们在金属塑性变形中的核心作用，以及它们如何影响材料的强度和延展性。最后，我们将探讨二维缺陷，如晶界和表面，它们如何影响材料的反应活性、催化性能以及界面迁移。 第四章：能量的流动与物质的迁移——传输现象 固态物质并非静止不变。本章将深入研究能量和物质在固态材料中的传输机制。我们将详细讨论热传导，从晶格振动（声子）的传播到电子的贡献。电导率，作为衡量电荷传输能力的重要指标，将结合第二章的能带理论进行深入分析，并探讨不同温度和掺杂水平对电导率的影响。扩散，即原子或缺陷在晶体中移动的过程，将通过菲克定律进行量化，并探讨其在热处理、掺杂和材料生长中的关键作用。磁输运，如霍尔效应，也将被介绍，帮助我们理解磁场如何影响带电粒子的运动。 第五章：多样的固态相——有序与无序的探索 并非所有的固态物质都呈现出高度有序的晶体结构。本章将拓展我们的视野，去探索更广泛的固态相。我们将讨论非晶态材料，如玻璃，理解它们原子排列的短程有序与长程无序特性，以及它们独特的力学和光学性质。液晶，作为介于液体和晶体之间的特殊物质，也将被介绍，并分析其介观尺度的有序性。磁性材料，从铁磁性、反铁磁性到顺磁性，我们将理解电子自旋的排列如何决定宏观磁性。介电材料，其电极化性质将与电场相互作用，并将涉及铁电性等现象。 第六章：固态材料的设计与合成——从理论到实践 理解了固态物质的微观原理，我们自然会思考如何利用这些知识去设计和合成具有特定性能的材料。本章将聚焦于材料的制备技术。我们将介绍固相反应、液相沉淀、气相沉积（CVD、PVD）等经典的合成方法。溶胶-凝胶法、水热法和溶剂热法等湿化学方法也将被详细讲解，它们常用于制备纳米材料和功能性粉体。生长单晶的技术，如柴可拉斯基法和浮区法，将展示如何获得高纯度的晶体材料。此外，我们还将简要介绍薄膜制备和纳米材料的合成策略，这些都是现代材料科学研究的重点。 第七章：固态物质的宏伟应用——科技进步的驱动力 固态物质的知识最终落脚于其广泛而深刻的应用。本章将展示固态科学如何驱动着现代科技的飞速发展。电子和信息技术，从半导体芯片的制造到固态硬盘的存储，都离不开对固态电子学性质的深刻理解。能源领域，从太阳能电池的光伏效应到固态电解质在电池中的应用，固态材料扮演着至关重要的角色。磁性材料在数据存储、传感器和马达等领域不可或缺。催化剂，作为提高化学反应速率的物质，许多都是固态材料，它们的表面性质和结构至关重要。生物医学领域，生物相容性材料、药物缓释系统以及成像技术的进步，都离不开固态科学的贡献。 第八章：未来的展望——前沿研究与挑战 固体化学与材料科学是一个充满活力的领域，新的发现和技术层出不穷。本章将目光投向未来，探讨当前最激动人心的研究前沿。拓扑材料，以其独特的电子性质，正在引发新的理论和应用探索。二维材料，如石墨烯及其衍生物，因其优异的性能和可设计性，展现出巨大的潜力。人工智能和机器学习在材料发现和性能预测中的应用，正极大地加速着研究进程。同时，我们也将讨论该领域面临的挑战，如如何实现可持续的材料生产、如何开发更高效的能源转换材料，以及如何理解和控制复杂多组分的固态系统。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，去理解固态物质的本质，感受其内在的逻辑之美，并认识到它在我们日常生活中以及未来科技发展中的核心地位。它不仅仅是一本关于知识的书，更是一次关于探索物质世界奥秘的旅程。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有