固體化學

高等學校教材固體化學龐震編著本書作為一本基礎性的教科書，力求使初學者能建立一個完整的固體化學概貌。

第1章向讀者介紹了認識固體物質結構的方法之一，即用密堆積的方法去描述固體物質，為以後討論它們的組成、結構、形態與性能之間的關係作必要的準備。第2章對固體物質中成鍵形式和結構類型的關係進行了討論。第3章介紹了研究非分子型固體最重要的技術——衍射技術，重點介紹了X射線衍射技術及其具體運用。另外，還介紹了電子衍射和中子衍射。當然，顯微技術、光譜技術和熱分析技術都是研究固體的極其重要的技術，它們都有各自獨特的運用之處，在第4章對其進行了介紹。第5章介紹了固體的缺陷，它是各種固體材料獲得特殊應用的基礎。第6章介紹了有關相圖的知識。第7章介紹了固體的電性質，包括它的金屬性、超導性和半導性與結構和鍵型的關係。在第8章對固體的磁性質和光性質作了簡單的介紹。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。

本書可作為高等院校化學、材料科學、應用化學等專業本科生和研究生的教材，也可供從事固體化學、材料科學等學科的教師和研究者參考。 ^[1] 

第1章晶體結構1

11點羣，空間羣和晶體結構1

111一維點陣結構2

112二維點陣結構2

113三維點陣結構3

12點陣面，Miller指數和方向指數9

13d間距公式12

14晶體密度和晶胞參數12

15晶體結構的描述（密堆積結構和空間多面體結構）13

151等徑圓球密堆積13

152球密堆積的方式14

153密堆積結構的空隙和配位數15

154可描述成密堆積的材料19

16常見的晶體結構25

161AX型25

162AX2型27

163ABX3型28

164硅酸鹽結構類型28

17空間填充多面體結構模型30

第2章固體中的鍵合力34

21離子鍵34

211離子和離子半徑34

212離子型結構的一般原則35

22離子型結構37

23半徑比規則39

24離子型晶體的點陣能41

25Kapustinskii公式45

26BornHaber循環和熱化學計算45

27部分共價鍵47

28配位聚合物的結構48

281有效核電荷48

282原子半徑48

283電負性和部分帶電原子49

284配位聚合結構52

285MooserPearson圖和離子性52

29鍵價和鍵強53

210非鍵電子效應54

2101d電子效應54

2102惰性電子對效應60

211金屬鍵和能帶理論61

2111金屬的能帶結構63

2112絕緣體的能帶結構64

2113半導體的能帶結構：Si64

2114無機固體中的能帶結構65

212什麼是最佳鍵合力的模型？69

第3章結晶學和衍射技術70

31分子型固體和非分子型固體70

32固體結構的鑑定71

33衍射技術71

331X射線衍射技術71

332勞埃方程74

333布拉格方程75

334系統消缺反射79

335多重性80

336X射線衍射的實驗方法81

337X射線的衍射強度85

338常規X射線粉末衍射的應用93

339高温X射線粉末衍射的應用95

3310電子衍射技術96

3311中子衍射技術96

第4章固體的其他鑑定技術100

41顯微鏡技術100

411光學顯微鏡100

412電子顯微鏡103

42光譜技術105

421振動光譜：IR和Raman106

422可見和紫外光譜109

423核磁共振波譜110

424電子自旋共振波譜113

425X射線光譜：XRF、AEFS、

EXAFS115

426電子光譜119

427Mssbauer譜122

43熱分析技術123 ^[1] 

431熱重分析124

432差熱分析及差示掃描量熱分析124

433應用125

第5章晶體缺陷，非整比和固溶體129

51固體中的缺陷129

52缺陷的表示及其分類130

521Schottky缺陷130

522Frenkel缺陷130

53缺陷的描述及質量作用定律131

531缺陷的描述131

532Schottky和 Frenkel缺陷生成的

熱力學132

533缺陷的類型134

534色心135

535在非整比晶體中的空位和填隙子136

54雜質和摻雜137

541實際晶體中的雜質137

542雜質對可變價態的陽離子的

影響137

543晶體的結構對缺陷生成的影響138

55固溶體138

551取代固溶體138

552填隙固溶體140

553固溶體形成機理141

554研究固溶體的實驗方法145

56固體的位錯和力學性質147

561位錯的觀察151

562位錯和晶體結構151

第6章相圖的闡述155

61相律155

62單組分體系158

621H2O體系158

622SiO2體系158

623凝聚的單組分體系159

63二組分凝聚體系159

631簡單低共熔體系160

632有化合物存在的二元體系162

633具有固溶體的二元體系164

634有固固相轉變的二元體系166

635有相轉變和固溶體的二元體系：

低共熔體和包析體167

636液相不互溶的二元體系:MgO

SiO2167

637一些技術上重要的相圖168

第7章固體的電性質171

71電性質和電子材料概述171

72金屬導電性：有機金屬172

721摻雜的聚乙炔172

722聚對位亞苯基和聚吡咯174

723有機電荷轉移絡合物174

73超導性175

731零電阻的性質176

732完美的反磁性，Meissner效應176

733臨界温度Tc，臨界磁場Hc和

臨界電流Jc176

734Ⅰ型、Ⅱ型超導體，渦流混合

狀態177

735超導材料概觀178

736鈣鈦礦銅酸鹽的晶體化學179

737YBa2Cu3O7181

738富勒烯184

739超導體的應用184

74半導性184

741硅的摻雜185

742其他半導體187

743應用187

75離子電導和固體電解質188

751鹼金屬鹵化物，空位導電189

752氯化銀，填隙導電192

753固體電解質194

76固體電解質的應用204

761熱力學測量204

762鈉硫電池和Zebra電池205

763 微型電池，心臟起搏器206

764鋰電池206

765固體氧化物燃料電池207

77介電材料208

78鐵電性209

79熱電性212

710壓電性213

711鐵電性、壓電性和熱電性之間的

關係213

712鐵電體、壓電體及熱電體的應用213

第8章固體的磁性質和光學性質215

81物質的磁性215

811物質在磁場中的行為215

812温度效應：Curie定律和Curie

Weiss定律216

813磁矩217

814鐵磁性與反鐵磁性的有序化機

理，超交換218

815某些補充定義219

82磁性材料的範例及其結構和性質220

821金屬和合金220

822過渡金屬氧化物222

823尖晶石223

824石榴石225

825鈷鐵礦和鈣鈦礦226

826磁鉛石227

827應用：結構和性質的關係227

83無機固體的光學性質：發光和激光228

831磷光和發光體228

832位形座標模型230

833一些發光體的例子231

834反Stokes發光體232

835激光232

第9章固體的合成方法234

91固態反應234

911成核和長大，外延生長和拓撲

生長234

912固態反應的例子236

913問題：如何使反應混合物均勻？237

92溶膠凝膠方法237

921MgAl2O4的合成239

922氧化硅玻璃的合成239

923氧化鋁纖維的紡紗239

924錫酸銦及其他塗膜的製備239

925製備YSZ陶瓷239

926沸石的合成240

927製備YBa2Cu3O7-δ超導氧化

物膜240

93水熱合成法240

94插層反應和脱插層反應242

95氣相輸運法244

96薄膜的製備：電化學方法，化學氣相

沉積，濺射和激光消融246

961電化學方法246

962熱氧化246

963化學氣相沉積246

964濺射和蒸發250

97單晶生長251

971提拉法251

972坩堝移動法251

973區域熔融法252

974從溶液或熔體中沉澱：助熔劑法252

975火焰熔化法253

98高壓法253

參考文獻254 ^[1]