现代晶体学 第1卷 晶体学基础 对称性和结构晶体学方法pdf电子书版本下载

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第1章 结晶状态 1

1.1 晶体的宏观特性 2

1.1.1 晶体和晶态物质 2

1.1.2 晶态物质的均匀性 5

1.1.3 晶态物质的各向异性 7

1.1.4 对称性 8

1.1.5 晶体的习惯外形 10

1.2 晶态物质的微结构 11

1.2.1 空间点阵 11

1.2.2 存在晶体点阵的实验证明 14

1.2.3 微观周期性原理的根据 16

1.3 畸变的三维周期性结构 准晶体 19

1.4 凝聚相的结构特征 21

第2章 对称性理论基础 25

2.1 对称性概念 26

2.1.1 对称性定义 26

2.1.2 对称操作 27

2.2 空间变换 29

2.2.1 空间 其中的物体 空间的点 29

2.2.2 空间的基本的等体积变换 30

2.2.3 对称变换的分析表达式 35

2.2.4 第一类和第二类操作的联系和差别 36

2.3 群论基础 38

2.3.1 操作的相互作用 38

2.3.2 群的公理 39

2.3.3 群的基本性质 40

2.3.4 循环群 发生元 41

2.3.5 子群 42

2.3.6 陪集 共轭 类 按子群分解 42

2.3.7 群的乘积 43

2.3.8 群的表示 45

2.4 对称群的类型和它们的一些性质 47

2.4.1 空间的均匀性、不均匀性和间断性 47

2.4.2 对称群的类型及其周期性 48

2.4.3 一维群G1 50

2.4.4 二维群G2 51

2.4.5 晶体学群 53

2.4.6 三维群G3 54

2.5 对称群的几何性质 56

2.5.1 对称素 56

2.5.2 对称素的小结和命名法 58

2.5.3 极性 62

2.5.4 正规点系 62

2.5.5 独立域 64

2.5.6 对称物体的置换群描述 67

2.5.7 对映性（enantimorphism） 69

2.6 点对称群 71

2.6.1 点群的描述和图示 71

2.6.2 三维点群G30的推导 73

2.6.3 点群族 74

2.6.4 点群的类别 82

2.6.5 K群的同形性（isomorphism） 89

2.6.6 点群K的表示 91

2.6.7 群表示和本征函数 96

2.7 对称群G21,G22,G31,G32 96

2.7.1 花边的对称群G21 97

2.7.2 二维周期性平面群G22 97

2.7.3 圆柱（螺旋）群G31 101

2.7.4 层群G32 105

2.8 空间对称群 108

2.8.1 三维点群 108

2.8.2 晶系 109

2.8.3 布拉菲群 111

2.8.4 空间群和点群的同态性（homomorphism） 116

2.8.5 群Ф中对称素的操作和相互位向的几何规则 117

2.8.6 空间群推导原理 协形群（symmorphous group） 118

2.8.7 非协形群 121

2.8.8 费多洛夫群的数目 123

2.8.9 费多洛夫群的命名 124

2.8.10 费多洛夫群的子群 131

2.8.11 空间群的正规点系 132

2.8.12 晶体化学式和空间对称性的关系 133

2.8.13 空间对称性的局域条件 134

2.8.14 空间的划分 135

2.8.15 Ф群的不可约表示 141

2.9 广义对称性 142

2.9.1 对称性概念的扩展 142

2.9.2 反对称性和色对称性 143

2.9.3 反对称点群 147

2.9.4 色对称点群 151

2.9.5 空间反对称、色对称群和其他 153

2.9.6 相似对称性 158

2.9.7 局部对称性 159

2.9.8 统计对称性 准群 159

第3章 晶态多面体和点阵的几何 161

3.1 几何晶体学基本规律 162

3.1.1 面角守恒定律 162

3.1.2 有理数定律及点阵 163

3.2 晶态多面体 164

3.2.1 理想多面体 面法线族和棱族 164

3.2.2 单形 165

3.2.3 晶类中单形的分布 170

3.2.4 全单形和半单形 174

3.2.5 单形的组合 174

3.2.6 晶带定律 175

3.3 测角术 177

3.3.1 晶体的放置 177

3.3.2 实验测角技术 180

3.3.3 测角计算 183

3.4 点阵几何 187

3.4.1 点阵的直线和平面 187

3.4.2 平面的性质 188

3.4.3 倒易点阵 189

3.5 点阵变换 192

3.5.1 原子点阵和倒易点阵坐标及指数的变换 192

3.5.2 约化算法 196

3.5.3 晶体中角度和距离的计算 198

第4章 晶体结构分析 203

4.1 衍射理论基础 204

4.1.1 波的干涉 204

4.1.2 散射振幅 206

4.1.3 电子密度函数 傅里叶积分 207

4.1.4 原子振幅 208

4.1.5 温度因子 212

4.2 晶体的衍射 215

4.2.1 劳厄条件 倒易点阵 215

4.2.2 倒易点阵中格点的尺寸 217

4.2.3 反射球 219

4.2.4 结构振幅 221

4.2.5 反射强度 222

4.2.6 热漫散射 223

4.2.7 衍射图样对称性和点对称性的关系 223

4.2.8 衍射图样显示的晶体空间群 消光 224

4.3 单晶散射强度的运动学和动力学理论 230

4.3.1 运动学理论 230

4.3.2 运动学散射时的积分反射强度 231

4.3.3 动力学理论基础 233

4.3.4 达尔文理论 234

4.3.5 劳厄-厄瓦耳理论 235

4.3.6 有吸收的晶体中的动力学散射 博曼效应 239

4.3.7 动力学衍射实验研究和应用 242

4.4 非晶态的散射 246

4.4.1 无序系统散射强度的一般表达式 原子间距离函数 246

4.4.2 球对称系统：气体、液体、非晶态 247

4.4.3 柱对称系统：聚合物、液晶 248

4.4.4 小角散射 250

4.5 单晶X射线结构分析实验技术 251

4.5.1 X射线的获得和性质 251

4.5.2 X射线和物质的相互作用 255

4.5.3 X射线的记录 256

4.5.4 单晶X射线结构分析步骤 257

4.5.5 劳厄法 257

4.5.6 转动晶体和回摆晶体法 259

4.5.7 移动晶体和底片法 263

4.5.8 单晶X射线衍射仪 266

4.5.9 晶体取向、晶胞和强度的衍射仪测定 268

4.6 多晶材料的X射线研究 270

4.6.1 用途 270

4.6.2 多晶样品相机 271

4.6.3 德拜相的指标化和衍射线强度 273

4.6.4 多晶样品的衍射仪 274

4.6.5 相分析 275

4.6.6 织构研究 276

4.6.7 晶粒尺寸和内应力的测定 277

4.7 晶体原子结构的测定 277

4.7.1 有关结构的原始数据 277

4.7.2 傅里叶合成及相位问题 278

4.7.3 尝试法及其可靠性因数 282

4.7.4 帕特森原子间距函数 283

4.7.5 重原子法 288

4.7.6 直接法 289

4.7.7 晶体结构测定的“统计热力学”方法 293

4.7.8 非局域探索法 295

4.7.9 绝对构形的确定 296

4.7.10 结构的精化 298

4.7.11 差分傅里叶合成 299

4.7.12 结构分析自动化 301

4.8 电子衍射 302

4.8.1 方法的特点 302

4.8.2 实验技术 303

4.8.3 电子衍射结构分析 305

4.8.4 电子的动力学散射 314

4.8.5 电子衍射的特殊方法 315

4.8.6 低能电子衍射（LEED） 320

4.9 电子显微术 322

4.9.1 方法的特点 322

4.9.2 透射电子显微术 322

4.9.3 晶体原子结构的高分辨电子显微像（HREM） 331

4.9.4 分子生物学EM及实验技术 337

4.9.5 生物分子图像处理及三维重构 339

4.9.6 二维生物晶体 342

4.9.7 单个生物颗粒的TEM 344

4.9.8 固体的扫描电子显微术（SEM） 345

4.10 扫描隧道显微术（STM） 347

4.10.1 操作原理 347

4.10.2 STM的基本结构 348

4.10.3 STM的特征 349

4.10.4 原子力显微术（AFM） 350

4.10.5 表面像的若干实例 350

4.11 中子衍射、穆斯堡尔衍射和晶体中的核粒子散射 353

4.11.1 中子衍射的原理和技术 353

4.11.2 原子结构的研究 355

4.11.3 磁结构的研究 358

4.11.4 中子衍射方法提供的其他应用 361

4.11.5 穆斯堡尔辐射的衍射 361

4.11.6 粒子的沟道和阴影效应 363

第5章 晶体学及其实验方法的新进展 365

5.1 准晶体 366

5.1.1 准晶体的发现 366

5.1.2 非周期物的非传统对称性 368

5.1.3 一维准晶体（d=1,N=2） 370

5.1.4 准周期列的傅里叶变换 371

5.1.5 二维准晶体及其对称性（d=2,N=3,4,5,…） 372

5.1.6 三维准晶体（d=3,N=4,5,6,…） 375

5.1.7 准晶体结构分析 379

5.1.8 准晶体结构的序和无序 383

5.2 无公度调制结构 385

5.3 X射线结构分析实验技术的发展 386

5.3.1 强X射线源 386

5.3.2 同步辐射源 387

5.3.3 同步辐射的特征 388

5.3.4 一次SR束 389

5.3.5 采集单晶晶体学数据的劳厄法 390

5.3.6 用SR源得到的一些结果 390

5.3.7 二维位敏探测衍射仪准晶体结构分析 391

5.4 晶体表面的X射线研究 395

5.4.1 表面衍射 396

5.4.2 X射线驻波方法 399

5.5 粉末衍射图样结构分析 402

5.6 扩展X射线吸收谱精细结构（EXAFS） 406

5.6.1 EXAFS的理论基础 406

5.6.2 从EXAFS谱提取的结构信息 407

5.6.3 实验方法和设备 408

参考文献 410

参考书刊 424