Crystals and Crystal Structures

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Tilley, R.J.D.
出品人:
页数:270
译者:
出版时间:2006-8
价格:499.00元
装帧:Pap
isbn号码:9780470018217
丛书系列:
图书标签:
  • 材料
  • 晶体及晶体结构
  • 晶体
  • 无机化学
  • #原版
  • 晶体学
  • 晶体结构
  • 固体物理
  • 材料科学
  • 矿物学
  • 化学
  • 物理学
  • X射线衍射
  • 结构分析
  • 材料性质
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具体描述

Crystals and Crystal Structures is an introductory text for students and others who need to understand the subject without necessarily becoming crystallographers. Using the book will enable students to read scientific papers and articles describing a crystal structure or use crystallographic databases with confidence and understanding. Reflecting the interdisciplinary nature of the subject the book includes a variety of applications as diverse as the relationship between physical properties and symmetry, and molecular and protein crystallography. As well as covering the basics the book contains an introduction to areas of crystallography, such as modulated structures and quasicrystals, and protein crystallography, which are the subject of important and active research. * A non-mathematical introduction to the key elements of the subject * Contains numerous applications across a variety of disciplines * Includes a range of problems and exercises * Clear, direct writing style "...the book contains a wealth of information and it fulfils its purpose of providing an interesting and broad introduction to the terpenes." CHEMISTRY WORLD, February 2007

矿物晶体学导论:从微观结构到宏观形貌的探索 作者:[作者姓名,此处留空,以模拟真实书籍的风格] 出版日期:[出版年份,此处留空] 本书的宗旨与定位 本书旨在为初学者和希望系统梳理基础知识的专业人士,提供一本全面而深入的矿物晶体学导论。我们专注于揭示构成我们周围无机世界的固体物质——矿物——其内部结构和外部形态的内在联系。不同于侧重于特定材料(如半导体或生物矿化)的专业书籍,本书的视角是广阔的,涵盖了晶体学的基本原理、对称性的数学描述、晶体生长动力学,以及矿物集合体的形成过程。 我们的核心目标是建立一座桥梁,连接抽象的几何点阵理论与实际观察到的矿物形态、物理性质之间的关系。通过详尽的图解、详尽的实例分析,并辅以必要的数学工具,读者将能够建立起对晶体世界一个扎实、直观的理解框架。 --- 第一部分:晶体学的基石——有序与对称 本部分是构建晶体学理解的基石,侧重于定义“晶体”的本质,并引入描述其内部结构所需的数学语言。 第一章:什么是晶体?从有序到周期性 本章首先界定了晶体的概念,将其与无定形物质(玻璃体)进行明确区分。我们将深入探讨长程有序(Long-Range Order)的物理意义,并介绍晶体学中至关重要的概念——点阵(Lattice)。 点阵的基础概念: 布拉维点阵(Bravais Lattices)的七大晶系及其十四种点阵类型的系统介绍。我们不仅会展示它们的几何结构,还会探究它们如何通过基础的平移向量来构建无限的三维周期性结构。 晶胞的选取: 原胞(Primitive Cell)与显胞(Conventional Cell)的选择对描述结构的影响,以及为什么特定的晶胞选择在特定晶系中更为方便和常用。 晶面、晶向与晶线: 米勒指数(Miller Indices)系统的完整介绍。重点阐述如何从晶面指数推导出晶面间距和晶带(Zone)的概念。不同指数的晶面在物理性质(如解理和光性)中的重要性将被详细讨论。 第二章:晶体对称性的几何语言 对称性是晶体学的灵魂。本章将带领读者进入三维空间中的对称操作世界,这是理解矿物宏观形态与微观结构一致性的关键。 元素操作的识别: 旋转轴(2, 3, 4, 6倍)、反射面、反演中心、以及复合操作(如旋角轴)。每一个操作的几何定义和在晶体学中的具体表现将通过大量图示进行阐明。 点群与空间群: 晶体学点群(Crystallographic Point Groups)的系统介绍,共有32个点群。随后,我们将介绍更复杂的空间群(Space Groups)概念,解释如何通过引入平移对称元素(滑移面和螺旋轴)来达到230个空间群。本章将强调,一个矿物的宏观对称性仅由其点群决定。 欧拉角与晶体方位: 如何在三维空间中准确描述晶体的取向,为后续的衍射和光学测量做准备。 --- 第二部分:从原子排布到物性——结构与性质的耦合 在掌握了基本的几何描述后,本部分将深入结构层面的细节,探究原子如何填充点阵,以及这种填充方式如何决定矿物的物理和化学性质。 第三章:晶体结构与化学键合 本章聚焦于原子在点阵位置上的实际填充,并探讨将这些原子束缚在一起的化学作用力。 结构的一般描述: 结构基元(Structural Unit)的概念,如何将晶体视为基本结构单元的周期性重复。重点讨论了离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体在结构上的典型表现和差异。 配位几何与半径比: 介绍配位数(Coordination Number)的概念,特别是离子化合物中,配位数如何受限于离子半径比。保林规则(Pauling’s Rules)的详细解读及其在预测矿物结构稳定性中的应用。 晶体缺陷的必要性: 理想晶体在现实中并不存在。本章将详细介绍点缺陷(空位、间隙原子、置换原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)的类型及其对矿物机械强度、导电性和扩散过程的影响。 第四章:结构决定性质——物理性质的晶体学解释 晶体内部的各向异性结构必然导致其物理性质的各向异性。本章将系统性地分析这种对应关系。 光学性质的张量描述: 双折射(Birefringence)的起源,双折射率($n$)如何作为张量在不同晶向上的取值。偏振光通过矿物时的行为分析,偏光显微镜下矿物的特征表现与结构的关系。 机械性能: 解理面(Cleavage)的几何起源——弱键合方向的体现。硬度(Mohs Scale)的晶体学解释,以及弹性常数张量与晶体结构强度的关系。 热学与电学性质: 热膨胀的各向异性。离子晶体中的电导率和介电常数的结构依赖性。 --- 第三部分:晶体生长与形态的演化 晶体从原子级别有序聚集到宏观可见的晶体形态是一个动态过程。本部分探讨了晶体生长的动力学和形态的外部表现。 第五章:晶体的形成与生长动力学 本章将讨论矿物如何从溶液、熔体或气相中结晶出来。 成核(Nucleation): 均相成核与非均相成核的理论差异。临界核半径和过饱和度的概念。 生长机制: 表面扩散、螺旋双晶生长机制的介绍。理解为什么真实晶体的表面并非总是完美的平整界面。 生长速率与形态控制: 影响晶体生长速率的因素(温度、浓度、杂质)。不同生长条件如何导致不同晶习(Habit)的出现,而非仅仅遵循理想的几何形态。 第六章:晶体形态的几何学与晶体化学的融合 本章连接了理论形态学和实际观察到的矿物外形。 形态学基础: 晶体外形(Form)的定义——由相同对称要素定义的晶面集合。常见晶面类型的介绍(立方体、菱形、柱状等)。 怀氏定律(Haüy's Law)与拟晶现象: 宏观晶体如何由微小的结构单位(类晶簇)堆叠而成。对拟晶(Pseudomorphs)的讨论,即一种矿物取代另一种矿物,但保留了原矿物的外形,揭示了形态学记录的化学变化历史。 集合体与生长习性(Habit): 讨论晶体如何在竞争性生长中形成集合体,例如树枝状、放射状、粒状或葡萄状的集合体形态,及其在岩石学中的意义。 --- 结论:晶体学在现代科学中的地位 全书最后将回顾晶体学的核心思想,并简要探讨其在材料科学、地球科学和高科技领域(如半导体制造、材料设计)中的持续重要性。本书提供的理论框架不仅解释了已知矿物的性质,更为理解和设计具有特定功能的新型晶体材料奠定了坚实的基础。 附录: 关键晶体学符号表、常见矿物晶系归属速查表。

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读后感

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用户评价

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我得说,《Crystals and Crystal Structures》这本书为我打开了一扇通往微观世界的大门,它让我深刻地认识到,我们身边的物质世界,其美妙之处远不止于我们肉眼所见。作者用一种非常引人入胜的方式,将晶体学这个看似枯燥的学科,变得栩栩如生。我一直对宝石的闪耀光芒感到着迷,但从未想过,其背后的原因竟然与原子排列的精确性息息相关。这本书详细地解释了不同宝石之所以呈现出不同颜色和光学特性的根源,让我对这些天然艺术品有了更深的敬意。我特别喜欢书中关于“多晶体”和“单晶体”的讨论,以及它们在材料性能上的巨大差异。这种对微观结构的深刻理解,能够直接解释为什么金属可以被加工成各种形状,而陶瓷却相对脆硬。作者在介绍晶体生长过程时,那种从混沌到有序的演变,仿佛是大自然最精妙的雕塑艺术。而且,书中还提到了晶体学在现代科技中的广泛应用,从半导体芯片到新型催化剂,晶体结构的优化是实现高性能的关键。这让我意识到,晶体学不仅仅是基础科学,更是推动技术进步的重要驱动力。我甚至开始反思,我们生活中接触到的各种材料,它们的性能可能都隐藏着晶体学方面的秘密,而这本书,正是帮助我揭开这些秘密的绝佳指南。

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我真的被《Crystals and Crystal Structures》这本书的逻辑严谨性和知识深度所折服。作者在构建整个知识体系时,就像是一位经验丰富的建筑师,从最基础的地基开始,一步步向上搭建。我一直认为晶体学是一个非常需要空间想象力的领域,但这本书中的图解和模型,将那些抽象的三维结构清晰地呈现在我眼前,让我仿佛能够亲手触摸到原子在空间中的排列。我特别喜欢书中关于“密堆积结构”的讲解,它用一种非常直观的方式,展示了原子是如何以最有效率的方式堆叠在一起,形成各种晶体结构的。这种对细节的关注,让我能够真正理解不同晶体结构之间差异的根源。而且,书中对“布拉格定律”的推导和应用,虽然涉及一些数学公式,但作者的讲解非常清晰,让我能够理解X射线衍射是如何成为研究晶体结构的利器的。这让我对接下来的内容充满了好奇,因为我知道,掌握了这一基本原理,就能理解很多关于材料科学的先进技术。总而言之,这本书不仅传递了知识,更重要的是培养了我一种科学探究的精神,让我学会如何从微观层面去理解宏观世界的运作。

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《Crystals and Crystal Structures》这本书给我的感觉是,它在知识的海洋中,为我划定了一条清晰而引人入胜的航线。作者在介绍晶体结构时,非常注重逻辑的连贯性,让每一个概念都建立在前一个概念的基础上,从而避免了学习过程中的断裂感。我特别喜欢书中关于“晶界”和“晶畴”的讨论,它让我明白,即使是看似均匀的材料,内部也可能存在着复杂的结构特征,而这些特征往往是决定材料性能的关键。这种对微观世界精细结构的关注,让我对材料的理解达到了一个新的高度。而且,书中还提到了晶体学在生物学领域的应用,例如蛋白质的晶体结构研究,对于理解生命过程至关重要。这让我意识到,晶体学的原理,并非局限于无机材料,而是贯穿于自然界的方方面面。总之,这本书不仅扩展了我的知识视野,更重要的是,它培养了我一种严谨细致的科学思维,让我学会如何从微观层面去分析和解决问题。

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我必须说,《Crystals and Crystal Structures》这本书的内容非常丰富,它涵盖了从晶体学基础理论到实际应用的各个方面。作者在讲解时,不仅注重理论的深度,更强调知识的实用性,这让我感到非常受益。我尤其喜欢书中关于“相变”的章节,它解释了为什么有些材料在温度或压力改变时,会发生晶体结构的转变,从而导致性质的变化。这种对材料动态变化的理解,对于从事材料研究的人来说至关重要。而且,书中还提到了晶体工程的概念,即如何通过控制晶体生长过程,来获得具有特定性能的材料。这让我看到了晶体学在现代科技发展中的巨大潜力。我甚至开始思考,我们生活中遇到的很多高科技产品,其核心部件都离不开对晶体结构的精准控制。这本书,不仅仅是一本教科书,更是一扇通往未来科技的窗口,让我对材料科学的前景充满了无限的遐想。

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《Crystals and Crystal Structures》这本书就像是一位博学的向导,带领我踏上了一段探索物质内部秩序的奇妙旅程。作者在介绍晶体学时,并没有直接抛出大量的专业术语,而是从最容易理解的宏观现象入手,例如矿物的晶形,或者冰晶的形态。我一直觉得这些美丽的自然现象背后一定有着深刻的科学原理,而这本书,恰恰为我揭示了这一切。我特别喜欢书中关于“晶系”和“点阵”的讲解,作者用非常形象的比喻,让我能够理解这些抽象的几何概念。例如,将晶系比作不同的“框架”,而点阵则是这个框架中重复的基本单元,这种类比非常到位。而且,书中还巧妙地将晶体结构与物质的物理性质联系起来,例如导电性、磁性等等,让我深刻地理解了“结构决定性质”这一核心理念。我甚至开始注意到,很多我们日常使用的材料,它们的性能都与晶体结构息息相关,而这本书,就是帮助我理解这些联系的绝佳钥匙。总之,这本书不仅增长了我的知识,更重要的是,它让我用一种全新的、更深入的视角去审视我所生活的这个物质世界。

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这本书真的让我眼前一亮,它以一种非常独特的方式,将抽象的晶体学知识与生动的生活实例相结合。我一直觉得晶体学是一个非常高深的领域,充满了复杂的公式和图表,但《Crystals and Crystal Structures》这本书完全打破了我的这种刻板印象。作者在介绍晶体结构时,并没有直接给我灌输概念,而是从我日常生活中熟悉的例子入手,比如糖晶的形成,或者金属的延展性。通过这些具体的例子,我才慢慢理解了为什么晶体的形状如此规则,以及这种规则性是如何影响物质性质的。书中对“晶面”、“晶向”的解释,虽然是抽象的概念,但通过作者的生动描绘,我仿佛真的能够“看到”原子在空间中的排列方式。我特别喜欢书中关于“衍射”原理的讲解,它就像一个神奇的工具,能够让我们“看透”晶体内部的结构。作者用非常通俗易懂的语言,解释了X射线如何与晶体发生相互作用,从而揭示出原子排列的奥秘。这让我对接下来的内容充满了期待,因为我知道,理解了这些基本原理,就能理解很多关于材料的有趣现象。而且,我发现书中对晶体学历史的介绍也很有意思,那些伟大的科学家们是如何一点点地探索出这些知识的,他们的故事充满了智慧和坚持。总之,这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪,它让我用全新的视角去观察和理解周围的世界。

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哇,这本书简直是我一直在寻找的入门读物!当我翻开《Crystals and Crystal Structures》时,我真的对晶体世界充满了好奇。它用一种非常平易近人的方式,一点点地揭开了那些隐藏在日常事物中的美丽几何图案。我总是对玻璃、宝石,甚至是我们家厨房里的盐粒感到好奇,它们为什么会有如此规则的外形?这本书就像一把钥匙,解锁了我对这些问题的答案。作者并没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的理论,而是从一些非常直观的例子开始,比如雪花的美丽对称性,或者石英晶体的六边形棱柱。然后,它慢慢地引导我理解这些宏观现象背后的微观规律。我特别喜欢它对“晶格”概念的解释,那种无限重复的抽象模型,竟然能够如此精确地描述出真实世界中无数种晶体的结构。书中大量的插图和图示也帮了我大忙,它们不仅仅是装饰,更是帮助理解抽象概念的“翻译器”。例如,当我看到那些清晰展示原子排列的三维模型时,我才真正体会到不同晶体结构之间细微差别的巨大影响。作者还巧妙地引入了一些历史故事,比如早期科学家们是如何一步步摸索出晶体学基本原理的,这让整个阅读过程充满了趣味性,也让我觉得科学的进步是如此 the result of persistent curiosity and brilliant observation. 我甚至开始留意身边各种材料的表面,尝试去辨认它们的晶体形态,这真是一种全新的观察世界的方式。对于任何一个对自然界隐藏的秩序感到好奇的人来说,这本书都是一个绝佳的起点,它点燃了我继续深入探索的兴趣。

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这本书是一次真正意义上的思维拓展,它让我看到了科学研究的无穷魅力。《Crystals and Crystal Structures》的作者在讲解晶体学时,并没有拘泥于传统的教科书模式,而是用一种非常灵活和创新的方式,将那些看似遥不可及的科学理论,变得生动而充满趣味。我尤其欣赏书中关于“衍射图样”的解读,它用一种非常直观的方式,展示了如何从一个二维的衍射图像中,推断出三维的晶体结构。这种“抽丝剥茧”的推理过程,让我感到非常过瘾。而且,书中还提到了晶体学在考古学和艺术品鉴定中的应用,这让我看到了科学知识的跨界融合,以及它在各个领域所能发挥的巨大作用。我甚至开始留意身边的各种装饰品,尝试去思考它们背后的晶体学原理。总之,这本书不仅仅是一次知识的学习,更是一次思维的启迪,它让我用一种全新的、更具创造性的方式去观察和理解世界。

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我必须说,《Crystals and Crystal Structures》这本书的深度和广度都超出了我的预期,它不仅仅是一本关于晶体结构的科普读物,更是一次深入了解物质本质的哲学之旅。作者在讲解晶体学基本原理时,那种严谨又不失优雅的逻辑推理,让我对科学研究的方法论有了更深的认识。我印象最深刻的是关于“对称性”的章节,它不仅仅停留在几何层面的讨论,而是将对称性上升到了物理性质和化学反应的根本原因。理解了不同晶系和空间群之间的细微差别,就能明白为什么有些材料具有导电性,有些是绝缘体,而有些则拥有奇妙的光学性质。作者并没有回避那些略显复杂的数学描述,但通过巧妙的比喻和层层递进的讲解,即便是我这样没有深厚物理背景的读者,也能大致领会其精髓。更让我着迷的是,这本书探讨了晶体结构如何影响材料的宏观性能,从超导材料到生物分子,晶体学的原理无处不在。我开始重新审视那些看似普通的材料,它们内部错综复杂的原子排列,竟然是决定其功能的关键。书中对晶体生长过程的描述也充满了诗意,那种从无序到有序的转变,仿佛是生命起源的缩影。而且,作者在讨论晶体缺陷时,并没有将其视为“错误”,而是强调了这些“缺陷”在某些情况下对材料性能的优化作用,这颠覆了我过去的一些固有认知。这本书真正让我感受到,科学的魅力在于它能够揭示事物的本质,并在看似杂乱无章的现象中发现深刻的规律。

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不得不承认,《Crystals and Crystal Structures》这本书的魅力在于它能够将那些原本晦涩难懂的科学概念,转化为令人着迷的故事和视觉体验。作者在讲解晶体学理论时,非常注重细节和逻辑的严谨性,但同时又巧妙地避免了枯燥的学术术语堆砌。我尤其欣赏书中对“点群”和“空间群”的介绍,虽然这些概念听起来有些抽象,但作者通过一系列的类比和图示,让我能够清晰地理解不同对称操作组合的意义,以及它们如何最终决定了晶体的结构类型。这种循序渐进的教学方法,让我感到非常有成就感,仿佛是在一步步解锁晶体世界的密码。而且,书中对晶体缺陷的讨论也让我受益匪浅,它颠覆了我过去认为“完美”才是优越的观念。我了解到,正是这些“不完美”,赋予了许多材料独特的功能,例如金属的强度和韧性,很大程度上就取决于位错的存在。作者在分析这些缺陷时,不仅解释了其形成原因,还探讨了它们对材料性能的影响,这让我对材料科学有了更深刻的认识。这本书让我明白了,科学研究往往是在细微之处发现规律,并在看似微不足道的现象中挖掘出巨大的潜力。

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