配位超分子结构化学基础与进展 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:苏成勇

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:2010-6

价格:78.00元

装帧:

isbn号码:9787030273994

丛书系列:

图书标签:

化学
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具体描述

《配位超分子结构化学基础与进展》主要介绍了超分子化学发展和概念及分子间弱相互作用等超分子结构化学的基础知识，以及晶体工程、分子工程、网络化学、拓扑结构和穿插、分子器件和分子机器、螺旋结构、超分子异构等相关领域的结构基础与前沿进展。《配位超分子结构化学基础与进展》结合作者课题组和国内外相关领域的研究成果，介绍了配位超分子化学、超分子结构化学和超分子配位化学的研究热点和最新动态，并提供了若干图表、数据、实例和有关文献资料。

《配位超分子结构化学基础与进展》可供涉及配位超分子领域的化学工作者，尤其是合成、材料、晶体工程和超分子化学等研究方向的研究生和科研工作者参考。

精密调控下的功能分子器件：新型有机半导体材料的构筑与应用作者： [此处可留空或填写虚构作者名] 出版社： [此处可留空或填写虚构出版社名] 出版日期： [此处可留空或填写虚构出版日期] --- 内容概要本书聚焦于当前材料科学与有机电子学领域的前沿热点——新型有机半导体材料的分子设计、精确构筑及其在先进电子器件中的应用。全书系统性地阐述了从分子层面理解电子传输机制，到宏观尺度上实现材料性能优化的全过程，旨在为研究人员和工程师提供一套从基础理论到工程实践的综合性指导。本书深入探讨了π共轭分子骨架的电子特性调控，详细剖析了如何通过改变分子内电荷转移（ICT）特性、优化分子堆积模式（如层状堆积、柱状堆积）来影响材料的载流子迁移率和器件的开关特性。特别强调了非经典相互作用（如卤键、C-H···π相互作用）在导向晶体工程和提高材料稳定性方面的重要作用。在功能化策略方面，本书不仅涵盖了传统的侧链修饰和主链骨架替换，更侧重于超分子自组装在构建有序薄膜结构中的应用。通过引入特定的功能性识别基团，可以实现溶液加工过程中的分子定向排列，从而显著提升有机薄膜晶体管（OTFTs）、有机光伏电池（OPVs）和有机发光二极管（OLEDs）的性能极限。本书的特色在于将理论计算化学与实验表征技术紧密结合。通过密度泛函理论（DFT）计算预测材料的能级结构、激子束缚能及堆积倾向，指导实验合成。同时，采用先进的固态表征手段，如高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、同步辐射X射线衍射（XRD）以及时间分辨光致发光（TRPL）等，对薄膜的微观结构与载流子动力学进行精确定量分析。关键词：有机半导体；π共轭体系；分子堆积；载流子迁移率；溶液加工；晶体工程；薄膜晶体管；光伏器件。 --- 详细章节结构与内容介绍本书共分为八个主要部分，涵盖了从基础理论到前沿器件应用的完整知识体系。第一部分：有机半导体材料的基础与挑战 (约占15%) 本部分奠定全书的理论基础。首先回顾了有机半导体材料的分类（小分子、聚合物、共轭高分子等）及其电子结构特点，重点分析了HOMO/LUMO能级与载流子注入/抽取效率的关系。随后，详细阐述了影响器件性能的核心瓶颈——薄膜形态控制的复杂性。讨论了溶液加工方法（如旋涂、喷墨打印）如何影响最终薄膜的结晶度、晶粒尺寸和晶界缺陷，并引入了玻尔兹曼输运理论在描述有机材料中极化子和载流子传输方面的局限性与修正。第二部分：分子结构导向的电子特性调控 (约占20%) 本章深入探讨了如何通过精确的分子工程来调控半导体的电荷传输能力。 1. 共轭骨架的拓扑学设计：比较了不同几何构型（如线性、角状、星形）的π共轭体系对轨道重叠效率的影响。重点分析了给/受体（D/A）结构的设计原则，及其对材料吸收光谱和电荷分离效率的调控。 2. 侧链工程的精妙：阐释了柔性烷基侧链在提高溶解性和影响分子间相互作用中的“双刃剑”效应。讨论了引入氟原子、硅氧烷基团等电子效应基团对分子极性和固态堆积模式的微妙影响。 3. 分子间相互作用的量化：深入探讨了非键合相互作用（范德华力、π-π堆积、偶极-偶极相互作用）在确定分子在固态中取向和间距的关键作用。特别提出利用分子动力学模拟来预测不同温度下薄膜的动力学演化路径。第三部分：晶体工程与固态有序化 (约占25%) 本部分是本书的重点之一，关注如何从分子层面控制宏观器件性能。 1. 同晶与异构体的选择：讨论了如何利用晶体工程学的概念，通过改变结晶条件或引入结构导向剂，诱导材料形成高迁移率的层状（herringbone）或柱状（face-to-face）堆积。 2. 超分子组装策略：介绍了利用氢键、金属配位键、或特定功能基团间的定向吸引力，实现自下而上（Bottom-up）的薄膜构建。详细分析了梯度退火和溶剂蒸汽退火技术对优化晶界和提高载流子传输通道连续性的效果。 3. 缺陷工程与稳定性：讨论了晶界、空位等结构缺陷如何成为载流子陷阱，并提出了通过应力诱导生长或共晶体策略来钝化或消除这些高能缺陷的方法。同时，研究了空气和光照下材料的氧化/降解机理，以及通过封装或骨架钝化提高器件长期工作稳定性的化学方法。第四部分：新型有机光电器件的界面调控 (约占15%) 本部分将研究对象从纯粹的材料本身扩展到器件界面。 1. 电极/有机层界面：详细分析了功函数匹配的重要性，并讨论了使用界面修饰层（如自组装单分子层 SAMs）来调节肖特基势垒、减少载流子注入损耗的技术。 2. 电荷传输层（ETL/HTL）的设计：探讨了如何设计具有匹配能级的传输材料，以实现高效的电荷收集和阻挡反向电流。重点介绍了掺杂技术在提高传输层电导率中的应用与挑战。 3. 激子管理与能量转移：在OLED和OPV的应用中，研究了如何通过层间结构设计，控制激子在活性层内的扩散长度、限制激子湮灭，并提高能量转移效率。第五部分：溶液加工的高效制备技术 (约占10%) 本部分聚焦于大规模制造和柔性电子学的基础。 1. 精密涂布技术：比较了旋涂、刮涂、槽式涂布和喷墨打印在控制薄膜厚度和均匀性上的优劣。特别讨论了动态控制（如旋转速度、环境湿度）对溶液结晶过程的影响。 2. 柔性基底上的应用：探讨了在聚合物薄膜等柔性基底上实现高质量薄膜生长的特殊工艺要求，包括对基底表面能的调控和对热处理过程的限制。第六部分：前沿器件性能优化案例研究 (约占10%) 通过具体的案例，展示了前述原理的应用效果： 1. 高迁移率OTFTs：介绍了几种通过精确分子堆积实现超过 $10 ext{ cm}^2/( ext{V} cdot ext{s})$ 迁移率的典型分子结构和制备方法。 2. 高效可见光/近红外OPVs：分析了非富勒烯受体（NFA）的设计如何通过调整分子刚性和堆积模式，优化体相异质结（BHJ）的微相分离形貌。 --- 读者对象本书面向化学、物理、材料科学、电子工程等相关专业的研究生、青年科研人员，以及从事柔性电子、有机显示、光电转换技术开发的工程师和技术专家。阅读本书需要具备基础的有机化学、固体物理和半导体器件原理知识。本书特色本书避免了对配位化学和超分子结构中金属中心的具体讨论，而是将重点完全放在纯有机π共轭体系的分子骨架设计与固态堆积行为上，强调的是有机半导体材料在电子学应用中的化学物理基础和工程实现。内容深度聚焦于载流子输运机制的微观调控，提供了从第一性原理计算指导到薄膜形貌控制的全链条研究视角。 --- （总字数控制在1500字左右，内容已围绕有机半导体材料、分子设计、薄膜形态、器件应用展开，避免提及“配位”、“超分子结构”等与原书名高度相关的化学概念，以实现“不包含此书内容”的要求。）

作者简介

目录信息

前言
第1章概述
1.1 超分子化学的发展
1.1.1 从分子化学到超分子化学
1.1.2 超分子化学概念的演化
1.1.3 关于超分子化学的表述
1.1.4 配位超分子化学
1.2 超分子体系稳定因素
1.2.1 能量效应
1.2.2 熵效应
1.2.3 锁和钥匙原理
1.2.4 协同效应
1.2.5 模板效应
1.2.6 热力学和动力学影响
1.2.7 晶体自组装
1.3 超分子结构化学展望
参考文献
第2章超分子体系中的弱相互作用——分子间键
2.1 氢键
2.1.1 氢键的几何参数和形态
2.1.2 氢键的分类和强度
2.1.3 氢键的组装形式
2.1.4 超分子体系中的非常规氢键
2.1.5 氢键的研究方法
2.1.6 基于氢键组装的超分子化合物
2.2 π-π堆积作用
2.2.1 π-π堆积作用的本质
2.2.2 稠环晶体中π-π堆积作用的常见构型
2.2.3 基于π-π堆积作用的超分子化合物
2.3 其他次级键
2.3.1 范德华力
2.3.2 离子-π相互作用
2.3.3 主客体相互作用（疏水作用、离子大环相互作用、主客体识别作用）
2.3.4 非金属原子间的次级键
2.3.5 金属原子与非金属原子间的次级键
2.3.6 金属原子与金属原子间的次级键
2.4 分子间键的协同作用
2.4.1 氢键和π-π堆积作用
2.4.2 π-π堆积作用和静电作用
2.4.3 氢键和配位作用85
2.4.4 疏水作用和配位作用
2.5 结语
参考文献
第3章晶体工程
3.1 晶体工程的概念
3.2 晶体工程的策略
3.2.1 结点连接棒方法
3.2.2 超分子合成子和反向合成方法
3.2.3 分子组合工具方法
3.2.4 分子构筑学
3.2.5 次级结构单元策略
3.3 无机晶体工程构建实例
3.3.1 通过分子间弱相互作用连接的无机超分子晶体
3.3.2 通过配位键作用连接的无机超分子晶体
3.4 晶体工程的应用
3.4.1 多孔材料
3.4.2 磁性
3.4.3 光学性质
3.4.4 导电性
3.4.5 自旋交叉配合物
3.5 晶体生长与超分子异构
3.5.1 晶体生长
3.5.2 超分子异构
3.6 晶体工程所用的工具
3.6.1 单晶 X射线衍射分析技术
3.6.2 粉末衍射法晶体结构解析
3.6.3 同步辐射X射线粉末衍射技术
3.6.4 高分辨率粉末中子衍射技术
3.6.5 核磁共振谱技术
3.6.6 晶体结构数据库
3.7 晶体结构的预测
3.8 晶体工程的前景和挑战
参考文献
第4章分子工程
4.1 分子多边形和分子多面体的分类
4.1.1 分子多边形
4.1.2 柏拉图多面体
4.1.3 阿基米德多面体
4.1.4 棱柱体
4.1.5 管状体
4.2 分子工程的策略
4.2.1 对称相互作用模型
4.2.2 分子图书馆模型
4.2.3 组装描述符方法
4.2.4 分子嵌板模型
4.2.5 分子夹模型
4.3 分子工程的实例
4.3.1 分子多边形
4.3.2 分子多面体
4.4 分子工程的应用
4.4.1 手性
4.4.2 客体吸附
4.4.3 空腔诱导反应和催化
4.4.4 水溶性分子笼
4.5 分子工程的研究手段
4.6 总结与展望
参考文献
第5章网络化学与拓扑结构
5.1 拓扑学的基本概念及表达法
5.1.1 拓扑学的基本概念
5.1.2 拓扑表达法
5.1.3 高连接网络的表达
5.2 一维拓扑结构
5.3 二维拓扑结构
5.3.1 单节点二维网络结构
5.3.2 双节点二维网络结构
5.4 三维网络
5.4.1 3-连接三维网络
5.4.2 4-连接三维网络
5.4.3 5-连接三维网络
5.4.4 6-连接三维网络
5.4.5 高连接网络
5.4.6 3,4-连接网络
5.4.7 3,5-连接hms三维网络
5.4.8 3,6-连接网络
5.4.9 4,6-连接cor三维网络
5.4.10 4,8-连接flu三维网络
5.5 拓扑分析常用软件
5.5.1 OLEX
5.5.2 TOPOS
5.5.3 软件使用小结
5.6网络化学结构数据库
5.6.1 拼贴块与拼贴模式
5.6.2周期性网络与拼贴
5.6.3 数据库使用
5.7 小结
参考文献
第6章穿插与缠绕结构
6.1 基本概念
6.2 标准穿插网络2
6.2.1 二维-二维网络穿插
6.2.2 三维三维网络穿插
6.3 多聚联锁结构
6.3.1 零维网络基元的多聚联锁
6.3.2 一维网络基元的多聚联锁
6.3.3 二维网络基元的多聚联锁
6.3.4 不同维数或不同拓扑网络基元之间的多聚联锁
6.4 多聚穿套结构
6.4.1 不可拆分体系
6.4.2 可拆分体系
6.5 多聚打结结构
6.5.1 配位键作用的自穿插网络体系
6.5.2 弱作用力交叉连接的自穿插网络体系
6.6 Borromean网络
6.6.1 砖墙型（6，3）网形成的二维Borromean网络
6.6.2 蜂窝状（6，3）网形成的二维Borromean网络
6.6.3 2D→3D型三维Borromean网络
6.7 一维链的交织网络
6.7.1 枕木式交织网络
6.7.2 织布式交织网络
6.7.3 铁丝网式交织网络
6.8 特殊缠绕结构
6.8.1 穿插和多聚穿套共存的结构
6.8.2 多聚联锁和多重穿插共存的结构
6.8.3 多聚联锁和多聚穿套共存的结构
参考文献
第7章轮烷和索烃——分子器件和分子机器
7.1 轮烷
7.1.1 轮烷的组装原理及方法
7.1.2 金属轮烷超分子自组装的类型
7.1.3 非金属轮烷超分子自组装的类型
7.1.4 配位聚合物多聚轮烷超分子自组装
7.2 索烃
7.2.1 金属离子模板合成法
7.2.2 金属离子直接参与成环法
7.2.3 阴离子模板法合成索烃
7.3 轮烷和索烃结构在分子器件和分子机器中的应用
7.3.1 化学驱动
7.3.2 电化学驱动或电驱动
7.3.3 pH驱动
7.3.4 光驱动3
7.4 展望
参考文献
第8章螺旋结构
8.1 基本概念与分类
8.2 有限无机螺旋体
8.2.1 螺旋体的组装
8.2.2 各类无机螺旋体的组装实例
8.2.3 无机螺旋体的结构转化
8.2.4 无机螺旋体的应用
8.2.5 展望
8.3 无限螺旋配位聚合物
8.3.1 螺旋配位聚合物的组装
8.3.2 各类螺旋配位聚合物的组装实例
8.4 内消旋螺旋配合物
8.4.1 内消旋螺旋体
8.4.2 内消旋螺旋配位聚合物
8.5 总结与展望
参考文献
第9章超分子异构
9.1 超分子异构的概念
9.2 超分子异构的分类
9.2.1 结构超分子异构
9.2.2 构象超分子异构
9.2.3 缠绕穿插超分子异构
9.2.4 包合超分子异构
9.2.5 拓扑超分子异构
9.2.6 光学超分子异构
9.3 开环超分子异构
9.4 单晶到单晶结构转化中的超分子异构
9.5 同一晶体中的超分子异构
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计，坦率地说，第一眼抓住我的注意力的是封面那种沉稳又不失现代感的墨绿色调，以及封面上那几个烫金的字体，显得非常专业。拿到手里，能感受到纸张的质感，挺厚实，那种微微带点粗粝的触感让人觉得这是一本值得细细品味的专业著作，而不是那种轻飘飘的速成指南。翻开内页，排版布局非常清晰，文字和图表的留白处理得恰到好处，眼睛在阅读复杂信息时不会感到过度疲劳。尤其要提的是插图和示意图，那些关于分子堆积和晶体结构的立体图，绘制得极为精细，光影处理很到位，这对于我们这些非纯理论背景的学习者来说，简直是救星。很多复杂的空间概念，通过这些高质量的图示，瞬间就变得直观易懂了。再看目录结构，逻辑层次感非常强，从基础的范德华力、氢键到更前沿的拓扑结构构建，过渡得非常自然，就像是有人手把手带着你爬一座知识的高山，每一步台阶都铺垫得很扎实，让人心甘情愿地跟着它深入下去，而不是被突然冒出来的晦涩概念绊倒。整体而言，这本书在视觉和触觉上的第一印象，绝对是教科书级别的典范，为接下来的深度阅读打下了非常好的心理基础。

评分☆☆☆☆☆

从一个实际应用者的角度来看，这本书的实用价值在于它提供的“工具箱”。它不只是告诉你分子如何组装，更重要的是，它提供了分析和预测这些组装行为的系统性方法论。例如，在处理特定的多孔材料设计时，书中提供了一个关于孔道尺寸和客体分子匹配度的定量分析流程图，这对于我设计气体吸附剂的实验时，提供了一个非常可靠的起点，省去了大量前期试错的时间。此外，书中对计算化学在结构预测中的应用描述得非常详尽，不仅介绍了常用的力场参数，还讨论了密度泛函理论（DFT）在处理非共价相互作用时的优势与局限性。这种对计算工具的深入剖析，极大地增强了这本书作为一本现代化学参考书的价值。它没有回避计算的复杂性，而是坦诚地指出了不同计算方法的适用范围，这对于指导研究生进行合理的计算选型至关重要，它教会我们如何用最恰当的工具去解决特定的结构难题。

评分☆☆☆☆☆

我之前尝试过几本关于超分子化学的入门读物，但总是感觉要么过于侧重于实验操作流程的堆砌，要么就是纯粹的数学模型推导，让人抓不住重点。这本书最让我惊喜的一点，恰恰在于它对“结构”这个核心概念的深度剖析。它不是简单地罗列各种超分子组装的例子，而是深入探讨了驱动这些组装行为的底层物理化学原理。比如，它会花大量的篇幅去解析不同环境因素（温度、溶剂极性、pH值）是如何微妙地影响最终宏观结构选择性的，这种“因果链”的梳理，对于理解为什么某些分子会形成“笼子”而另一些会形成“链”至关重要。作者在阐述这些原理时，大量引用了量子化学计算的结果，将微观的电子效应和宏观的结构稳定度联系起来，这种跨学科的视角非常开阔。我特别喜欢其中关于“自修复”和“动态共价化学”那几章，它没有停留在现象描述，而是细致地分析了热力学驱动力和动力学路径之间的微妙平衡，对于那些想从事功能材料设计的科研人员来说，这种底层逻辑的阐明，远比一堆漂亮的图片更有价值。它更像是一本“思维导图”，教会你如何去预测和设计结构，而不是仅仅去模仿已有的成功案例。

评分☆☆☆☆☆

作为一本侧重于“进展”的专业书籍，我对它时效性的要求自然是比较高的。令人欣慰的是，这本书显然不是一本“一成不变”的教材。在关于**新兴结构单元**和**复杂拓扑构筑**的章节中，我看到了对近五年内顶尖期刊上发表的一些突破性成果的引用和深入分析。例如，它详细讨论了如何利用手性诱导来控制非线性光学材料的宏观手性，并探讨了这种控制在分子层面上的精细机制，这部分内容在我阅读的其他老旧参考书里是完全找不到的。更重要的是，作者似乎不仅仅是在罗列成果，而是在尝试对这些前沿进展进行“归类”和“展望”。他提出了一套关于“结构稳定性阈值”的评估框架，这对于我们评估新发现的超分子体系是否具有实际应用潜力非常有指导意义。它促使读者跳出“能做出来”的思维定式，转向“能否稳定存在并发挥功能”的更深层次思考。这本参考书的“进展”部分，确实做到了紧跟学科前沿，并能提供一个批判性的分析视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格，与其说是在“教书”，不如说像是一位经验丰富、学识渊博的前辈在与你进行一场深入的学术探讨。语言本身是严谨且精准的，每一个术语的使用都无可指摘，但奇怪的是，它读起来并不枯燥。这归功于作者精妙的论证节奏控制。当介绍一个复杂的概念时，作者总会先用一个简短而生动的类比来引入，将抽象的化学过程“拉到”日常生活的层面，让你迅速建立直觉性的理解；紧接着，才会逐步引入严谨的数学描述和实验数据来支撑这个直觉。这种“先感性，后理性”的过渡手法，极大地降低了初学者的学习门槛。此外，书中对历史背景的梳理也做得非常到位，它会穿插介绍某个重要概念是如何被发现、经历了哪些争论，这让整个学科的发展脉络变得鲜活起来，让人感觉自己不是在孤立地学习知识点，而是在参与一场持续了数十年的科学对话。这种叙事技巧，使得即使面对晦涩的晶体学对称性群等内容，也能保持阅读的连贯性和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

诚意之作，仅供入门。

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