固體化學(xué)

前言

固體化學(xué)是化學(xué)學(xué)科一個(gè)重要的分支，是由無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、儀器分析和材料科學(xué)等眾多學(xué)科互相滲透交叉而產(chǎn)生的一個(gè)新興領(lǐng)域，它的發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所提供的豐富研究成果緊密相關(guān)。雖然它的理論體系與其他學(xué)科相比還不夠完善，但新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使人們有可能對(duì)固體物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)與性能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)不斷走向深入，對(duì)固體的體相結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的關(guān)系也有了更深層次地了解。這種認(rèn)識(shí)和了解，有助于人們?nèi)ソ忉尭嗟男卢F(xiàn)象、新材料，由此進(jìn)一步推動(dòng)固體化學(xué)的發(fā)展。因此，固體化學(xué)是一個(gè)充滿活力，并已成為當(dāng)前無(wú)機(jī)化學(xué)以至化學(xué)領(lǐng)域十分活躍的重要新分支學(xué)科。高等院校作為科學(xué)知識(shí)的傳播中心和未來(lái)人才的培養(yǎng)基地，及時(shí)將當(dāng)今科學(xué)研究的最新成果反映到教科書(shū)中，不斷滿足并完善社會(huì)對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求，積極推動(dòng)這樣一個(gè)重要學(xué)科的發(fā)展是義不容辭的，也是理所當(dāng)然的。本書(shū)和先前出版的有關(guān)固體化學(xué)的其他眾多的教科書(shū)從不同的側(cè)面對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行介紹，希望可以給從事固體化學(xué)的科研及教學(xué)人員更多的裨益和參考。

內(nèi)容概要

　　《固體化學(xué)》作為一本基礎(chǔ)性的教科書(shū)，力求使初學(xué)者能建立一個(gè)完整的固體化學(xué)概貌?！　〉?章向讀者介紹了認(rèn)識(shí)固體物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法之一，即用密堆積的方法去描述固體物質(zhì)，為以后討論它們的組成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)與性能之間的關(guān)系作必要的準(zhǔn)備。第2章對(duì)固體物質(zhì)中成鍵形式和結(jié)構(gòu)類型的關(guān)系進(jìn)行了討論。第3章介紹了研究非分子型固體最重要的技術(shù)——衍射技術(shù)，重點(diǎn)介紹了X射線衍射技術(shù)及其具體運(yùn)用。另外，還介紹了電子衍射和中子衍射。當(dāng)然，顯微技術(shù)、光譜技術(shù)和熱分析技術(shù)都是研究固體的極其重要的技術(shù)，它們都有各自獨(dú)特的運(yùn)用之處，在第4章對(duì)其進(jìn)行了介紹。第5章介紹了固體的缺陷，它是各種固體材料獲得特殊應(yīng)用的基礎(chǔ)。第6章介紹了有關(guān)相圖的知識(shí)。第7章介紹了固體的電性質(zhì)，包括它的金屬性、超導(dǎo)性和半導(dǎo)性與結(jié)構(gòu)和鍵型的關(guān)系。在第8章對(duì)固體的磁性質(zhì)和光性質(zhì)作了簡(jiǎn)單的介紹。第9章介紹了一些固體的合成方法，包括纖維、薄膜、泡沫、陶瓷、粉末、納米顆粒以及單晶的合成。　　《固體化學(xué)》可作為高等院?；瘜W(xué)、材料科學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供從事固體化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的教師和研究者參考。

書(shū)籍目錄

第1章 晶體結(jié)構(gòu)1.1 點(diǎn)群，空間群和晶體結(jié)構(gòu)1.1.1 一維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)1.1.2 二維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)1.1.3 三維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)1.2 點(diǎn)陣面，Miller指數(shù)和方向指數(shù)1.3 d間距公式1.4 晶體密度和晶胞參數(shù)1.5 晶體結(jié)構(gòu)的描述（密堆積結(jié)構(gòu)和空間多面體結(jié)構(gòu)）1.5.1 等徑圓球密堆積1.5.2 球密堆積的方式1.5.3 密堆積結(jié)構(gòu)的空隙和配位數(shù)1.5.4 可描述成密堆積的材料1.6 常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)1.6.1 AX型1.6.2 AXz型1.6.3 ABX3型1.6.4 硅酸鹽結(jié)構(gòu)類型1.7 空間填充多面體結(jié)構(gòu)模型第2章 固體中的鍵合力2.1 離子鍵2.1.1 離子和離子半徑2.1.2 離子型結(jié)構(gòu)的一般原則2.2 離子型結(jié)構(gòu)2.3 半徑比規(guī)則2.4 離子型晶體的點(diǎn)陣能2.5 Kapustinskii公式2.6 Born-Haber循環(huán)和熱化學(xué)計(jì)算2.7 部分共價(jià)鍵2.8 配位聚合物的結(jié)構(gòu)2.8.1 有效核電荷2.8.2 原子半徑2.8.3 電負(fù)性和部分帶電原子2.8.4 配位聚合結(jié)構(gòu)2.8.5 Mooser-Pearson圖和離子性2.9 鍵價(jià)和鍵強(qiáng)2.10 非鍵電子效應(yīng)2.10.1 d電子效應(yīng)2.10.2 惰性電子對(duì)效應(yīng)2.11 金屬鍵和能帶理論2.11.1 金屬的能帶結(jié)構(gòu)2.11.2 絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)2.11.3 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)：Si2.11.4 無(wú)機(jī)固體中的能帶結(jié)構(gòu)2.12 什么是最佳鍵合力的模型？第3章 結(jié)晶學(xué)和衍射技術(shù)3.1 分子型固體和非分子型固體3.2 固體結(jié)構(gòu)的鑒定3.3 衍射技術(shù)3.3.1 X射線衍射技術(shù)3.3.2 勞埃方程3.3.3 布拉格方程3.3.4 系統(tǒng)消缺反射3.3.5 多重性3.3.6 X射線衍射的實(shí)驗(yàn)方法3.3.7 X射線的衍射強(qiáng)度3.3.8 常規(guī)X射線粉末衍射的應(yīng)用3.3.9 高溫X射線粉末衍射的應(yīng)用3.3.10 電子衍射技術(shù)3.3.11 中子衍射技術(shù)第4章 固體的其他鑒定技術(shù)4.1 顯微鏡技術(shù)4.1.1 光學(xué)顯微鏡4.1.2 電子顯微鏡4.2 光譜技術(shù)4.2.1 振動(dòng)光譜：IR和Raman4.2.2 可見(jiàn)和紫外光譜4.2.3 核磁共振波譜4.2.4 電子自旋共振波譜4.2.5 X射線光譜：XRF、AEFS、EXAFS4.2.6 電子光譜4.2.7 Mossbauer譜4.3 熱分析技術(shù)4.3.1 熱重分析4.3.2 差熱分析及差示掃描量熱分析4.3.3 應(yīng)用第5章 晶體缺陷，非整比和固溶體5.1 固體中的缺陷5.2 缺陷的表示及其分類5.2.1 Schottky缺陷5.2.2 Frenkel缺陷5.3 缺陷的描述及質(zhì)量作用定律5.3.1 缺陷的描述5.3.2 Schottky和Frenkel缺陷生成的熱力學(xué)5.3.3 缺陷的類型5.3.4 色心5.3.5 在非整比晶體中的空位和填隙子5.4 雜質(zhì)和摻雜5.4.1 實(shí)際晶體中的雜質(zhì)5.4.2 雜質(zhì)對(duì)可變價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子的影響5.4.3 晶體的結(jié)構(gòu)對(duì)缺陷生成的影響5.5 固溶體5.5.1 取代固溶體5.5.2 填隙固溶體5.5.3 固溶體形成機(jī)理5.5.4 研究固溶體的實(shí)驗(yàn)方法5.6 固體的位錯(cuò)和力學(xué)性質(zhì)5.6.1 位錯(cuò)的觀察5.6.2 位錯(cuò)和晶體結(jié)構(gòu)第6章 相圖的闡述6.1 相律6.2 單組分體系6.2.1 H2O體系6.2.2 SiO2體系6.2.3 凝聚的單組分體系6.3 二組分凝聚體系6.3.1 簡(jiǎn)單低共熔體系6.3.2 有化合物存在的二元體系6.3.3 具有固溶體的二元體系6.3.4 有固固相轉(zhuǎn)變的二元體系6.3.5 有相轉(zhuǎn)變和固溶體的二元體系：低共熔體和包析體6.3.6 液相不互溶的二元體系:MgOSiO26.3.7 一些技術(shù)上重要的相圖1第7章 固體的電性質(zhì)7.1 電性質(zhì)和電子材料概述7.2 金屬導(dǎo)電性：有機(jī)金屬7.2.1 摻雜的聚乙炔7.2.2 聚對(duì)位亞苯基和聚吡咯7.2.3 有機(jī)電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物7.3 超導(dǎo)性7.3.1 零電阻的性質(zhì)7.3.2 完美的反磁性，Meissner效應(yīng)7.3.3 臨界溫度Tc，臨界磁場(chǎng)Hc和臨界電流Jc7.3.4 Ⅰ型、Ⅱ型超導(dǎo)體，渦流混合狀態(tài)7.3.5 超導(dǎo)材料概觀7.3.6 鈣鈦礦銅酸鹽的晶體化學(xué)7.3.7 YBa2Cu3O77.3.8 富勒烯7.3.9 超導(dǎo)體的應(yīng)用7.4 半導(dǎo)性7.4.1 硅的摻雜7.4.2 其他半導(dǎo)體7.4.3 應(yīng)用7.5 離子電導(dǎo)和固體電解質(zhì)7.5.1 堿金屬鹵化物，空位導(dǎo)電7.5.2 氯化銀，填隙導(dǎo)電7.5.3 固體電解質(zhì)7.6 固體電解質(zhì)的應(yīng)用7.6.1 熱力學(xué)測(cè)量7.6.2 鈉硫電池和Zebra電池7.6.3 微型電池，心臟起搏器7.6.4 鋰電池7.6.5 固體氧化物燃料電池7.7 介電材料7.8 鐵電性7.9 熱電性7.10 壓電性7.11 鐵電性、壓電性和熱電性之間的關(guān)系7.12 鐵電體、壓電體及熱電體的應(yīng)用第8章 固體的磁性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)8.1 物質(zhì)的磁性8.1.1 物質(zhì)在磁場(chǎng)中的行為8.1.2 溫度效應(yīng)：Curie定律和Curie-Weiss定律8.1.3 磁矩8.1.4 鐵磁性與反鐵磁性的有序化機(jī)理，超交換8.1.5 某些補(bǔ)充定義8.2 磁性材料的范例及其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)8.2.1 金屬和合金8.2.2 過(guò)渡金屬氧化物8.2.3 尖晶石8.2.4 石榴石8.2.5 鈷鐵礦和鈣鈦礦8.2.6 磁鉛石8.2.7 應(yīng)用：結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系8.3 無(wú)機(jī)固體的光學(xué)性質(zhì)：發(fā)光和激光8.3.1 磷光和發(fā)光體8.3.2 位形坐標(biāo)模型8.3.3 一些發(fā)光體的例子8.3.4 反Stokes發(fā)光體  8.3.5 激光第9章 固體的合成方法9.1 固態(tài)反應(yīng)9.1.1 成核和長(zhǎng)大，外延生長(zhǎng)和拓?fù)渖L(zhǎng)9.1.2 固態(tài)反應(yīng)的例子9.1.3 問(wèn)題：如何使反應(yīng)混合物均勻？9.2 溶膠凝膠方法9.2.1 MgAl2O4的合成9.2.2 氧化硅玻璃的合成9.2.3 氧化鋁纖維的紡紗9.2.4 錫酸銦及其他涂膜的制備9.2.5 制備YSZ陶瓷9.2.6 沸石的合成9.2.7 制備YBa2Cu3O7-δ超導(dǎo)氧化物膜9.3 水熱合成法9.4 插層反應(yīng)和脫插層反應(yīng)9.5 氣相輸運(yùn)法9.6 薄膜的制備：電化學(xué)方法，化學(xué)氣相沉積，濺射和激光消融9.6.1 電化學(xué)方法9.6.2 熱氧化9.6.3 化學(xué)氣相沉積9.6.4 濺射和蒸發(fā)9.7 單晶生長(zhǎng)9.7.1 提拉法9.7.2 坩堝移動(dòng)法9.7.3 區(qū)域熔融法9.7.4 從溶液或熔體中沉淀：助熔劑法9.7.5 火焰熔化法9.8 高壓法參考文獻(xiàn)2

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《固體化學(xué)》共分九章，主要介紹了晶體結(jié)構(gòu)、固體中的鍵合力、結(jié)晶學(xué)和衍射技術(shù)、非整比和固溶體、固體的電性質(zhì)、固體的磁性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)、固體的合成方法等內(nèi)容?！豆腆w化學(xué)》內(nèi)容新穎，重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)，能理論聯(lián)系實(shí)際，深入淺出，通俗易懂。 《固體化學(xué)》可作為高等院?；瘜W(xué)、材料科學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供從事固體化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的教師和研究者參考。

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