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1绪论 1

1. 1晶体化学和晶体物理学的概念 1

1.2晶体化学和晶体物理学的形成与发展 3

1. 3晶体化学和晶体物理学研究的意义 5

2晶体学基础 7

2. 1几何晶体学理论 7

2. 1. 1晶体学基本概念 7

2.1.2晶体的宏观对称性与点群 15

2.1.3晶体的微观对称性与空间群 24

2.2晶体化学的若干基本定律 30

2.2. 1晶体化学第一定律——哥德施密特定律 30

2. 2. 2格罗兹定律 30

2. 2.3伦伯格斯规则 30

2. 2.4迪特泽尔关系 31

2. 2. 5鲍林规则 31

2.2.6晶格能计算公式——玻恩公式 34

2.2. 7测定晶格能实验值的方法——玻恩-哈伯循环 35

2.2.8晶体化学第二定律——卡普斯钦斯基原理 37

2.2. 9费尔斯曼改进公式 37

2.2. 10球体紧密堆积原理 38

2.2. 11其他规律 45

3原子键合 46

3. 1原子结构 46

3. 1. 1原子核外电子的运动状态 46

3.1.2量子数与轨道 48

3. 1.3电子云及其分布 49

3.1.4原子的电子排布 50

3.1.5原子的电离能、电子亲和能及电负性 52

3.2离子键和离子晶体 53

3.2. 1离子键的性质 53

3.2.2离子半径 56

3.2.3离子半径比与配位数的关系 58

3.2.4离子晶体的特点 59

3. 3共价键和共价晶体 60

3. 3. 1共价键理论 60

3.3. 2键参数 65

3.3. 3共价晶体的特点 69

3.4金属键和金属晶体 69

3.4. 1能带理论 69

3.4. 2分子轨道理论和能带的关系 73

3.4.3金属原子半径 73

3.4.4金属晶体的特点 74

3.5分子键和分子晶体 74

3. 5. 1分子键 74

3. 5.2分子半径 76

3. 5. 3分子晶体的特点 76

3. 6氢键 76

3. 7氘键 77

3. 8中间型键 77

3.8.1离子键与共价键的中间型键 77

3.8.2共价键与金属键的中间型键 77

4晶体场理论及配位场理论 79

4. 1晶体场理论 79

4.1.1过渡金属元素电子壳层结构的特点 79

4. 1.2晶体场分裂及晶体场稳定能 79

4. 1. 3 10Dq参数 81

4. 1.4影响△值的因素 82

4. 1. 5低对称环境的晶体场分裂——Jahn-Teller效应 84

4. 2电子轨道和原子态的对称变换 86

4. 2. 1谱项 87

4.2.2群论基础 89

4.2.3对称操作对电子轨道的作用 92

4. 2.4对称操作对原子谱项的作用 98

4.2. 5与不可约表示有关的光谱学选律 100

4.2. 6其他光谱学选律 103

4.3晶体场理论的应用 103

4. 3. 1晶体颜色和多色性的解释 104

4.3.2过渡金属元素离子半径变化规律的解释 106

4.3. 3过渡元素晶体的磁性 107

4. 3.4尖晶石晶体化学 107

4.3.5一些硅酸盐结构中离子占位有序现象的解释 109

4.3. 6稀土掺杂发光材料发光性能的调控 110

4.4配位场理论 112

5晶体结构 114

5. 1晶体结构的类型 114

5.2元素单质的晶体结构 114

5.2. 1金属单质的晶体结构 115

5.2.2稀有气体单质的晶体结构 116

5.2.3非金属单质的晶体结构 117

5. 3无机化合物的典型晶体结构 119

5.3. 1二元无机化合物的晶体结构 120

5.3. 2多元无机化合物的晶体结构 129

5.4硅酸盐的晶体结构 141

5. 4. 1岛状结构 141

5. 4. 2环状结构 145

5.4. 3链状结构 147

5.4. 4层状结构 154

5. 4. 5架状结构 162

6晶体的相变及有关现象 168

6. 1固溶体和类质同象替换 168

6. 2晶体结构的无序与有序 170

6.2. 1位置无序 171

6.2. 2畸变无序 171

6.2. 3替换无序 172

6.2. 4取向无序 173

6.2. 5电子及原子核自旋态无序 173

6. 3同质多象和多形性 181

6.4多型及多体构型 184

7晶体缺陷 188

7.1晶体的点缺陷 188

7. 1. 1本征缺陷 188

7. 1. 2杂质缺陷 191

7.1.3色心 192

7.1.4非计量化合物中的缺陷 194

7. 2晶体中的线缺陷——位错 195

7. 2. 1位错的类型 195

7.2. 2伯格斯矢量 196

7.2. 3位错的成因 198

7.3晶体中的面缺陷 199

7. 3. 1平移界面缺陷 199

7. 3. 2孪晶界面缺陷 200

7. 3. 3位错界面缺陷 200

7.4其他一些宏观和亚微观缺陷 201

7.4. 1包裹体 201

7.4.2胞状组织 202

7.4.3晶体生长条纹 202

7. 4. 4开裂 202

7.4. 5生长扇形界缺陷 202

7. 5晶体缺陷的研究意义 203

8晶体的物理性质 204

8. 1张量基础知识 204

8.1.1张量的定义 204

8. 1. 2张量的变换定律 205

8.1.3张量的几何表示法 207

8.2晶体的对称性对晶体物理性质的影响 209

8.2. 1诺埃曼原则 209

8.2.2晶体对称性对物理性质的影响 209

8.2. 3晶体物理性质的相互关系 210

8. 3晶体的力学性质 213

8.3. 1晶体的弹性性质 213

8.3.2晶体的范性性质 215

8.3.3晶体的解理性 217

8.3.4晶体的硬度 217

8.4晶体的热性能 218

8.4. 1晶体的热容 218

8. 4. 2晶体的热膨胀 219

8.4.3晶体的热传导 222

8. 4.4晶体的热辐射 223

8. 5晶体的介电性质 224

8. 6晶体的压电性质 227

8. 7晶体的热释电性质 228

8.8晶体的铁电性质 229

8.8.1电滞回线 229

8.8.2铁电晶体的居里温度T 230

8.8.3弛豫型铁电晶体 231

8. 9晶体的磁性 234

8. 9. 1磁致伸缩与磁弹性能 238

8. 9. 2磁光效应 239

8. 10晶体的声学性质 240

8. 11晶体的光学性质 240

8.11.1晶体光学基础 240

8. 11. 2光的折射 241

8. 11.3晶体中的双折射现象——光率体和折射率面 242

8. 11.4晶体折射率色散 248

8. 11. 5晶体对光的反射 248

8. 11. 6晶体对光的吸收和透射 249

8.11.7晶体对光的散射 249

8.11.8晶体的电光效应 250

8. 11. 9晶体的弹光效应与声光效应 252

8. 11. 10晶体的磁光效应 257

8.12晶体的电学性质 258

8. 12. 1电子类载流子导电 258

8. 12.2离子类载流子导电 259

8. 12. 3半导体 259

8. 12. 4 pn结 261

8. 12.5超导体 261

9晶体生长简介 262

9. 1晶体生长理论 262

9.1.1晶体的形成与生长 262

9. 1.2晶体生长的几种基本理论 264

9.2晶体生长方法简介 268

9. 2. 1晶体生长的实验技术 268

9. 2.2影响晶体生长的因素 273

9. 3重要人工晶体及其晶体生长简介 277

9.3. 1非线性光学晶体 277

9. 3. 2激光晶体 278

9. 3.3磁光晶体 279

9. 3. 4铁电晶体 279

附表1晶格类型及其键性、结构和物理性质特点 281

附表2元素的电子亲和能 282

附表3元素的电离能 283

附表4元素的电子构型和离子半径 285

附表5原子的共价半径和分子半径 300

参考文献 301

关键词索引 303