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周公度 著

图书标签:

• 化学
• 多面体
• 结构化学
• 分子几何
• 化学键
• 晶体结构
• 配位化学
• 立体化学
• 化学可视化
• 理论化学

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出版社： 暂无

ISBN：9787301092149

商品编码：11331077136

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名：化学中的多面体

作者：周公度

出版社：暂无

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787301092149

字数：360000

页码：225

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.363kg

编辑推荐

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内容提要

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本书将化学中的结构化学和数学中的几何学结合在一起，用多面体几何学了解分子和晶体中原子排布的规律性和图像。以几何学中对多面体的分类为依据，由简到繁、由浅入深，由基础的内容到化学学科前沿的新进展，用作者提出的计算多面体骨架键价数的方法，分析原子间的成键情况，同时以数百幅精美的结构图形引导读者将二维结构扩展到三维空间，分析多面体结构中原子间所形成的化学键，探讨分子和晶体的结构、性质和应用的关系，提高认识水平。
本书可作学习无机化学和结构化学的参考教材，也可供相关科研人员参考。

目录

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第1章 绪言
第2章 多面体几何学
2.1 多面体概述
2.2 多边形面
2.3 正多面体
2.4 半正多面体（Ⅰ）
2.5 半正多面体（Ⅱ）
2.6 半正多面体（Ⅰ）的对偶多面体
2.7 多面体模型的制作
参考文献
第3章 化学中的四面体
3.1 概述
3.2 主族元素及其化合物结构中的四面体
3.3 过渡金属元素化合物结构中的四面体
3.4 晶体结构中的四面体
3.5 硅酸盐结构中的四面体
参考文献
第4章 化学中的八面体
4.1 八面体结构在化学中的广泛性
4.2 多面体原子簇中的化学键
4.3 八面体簇合物的结构
4.4 晶体中八面体的连接
4.5 同多酸和杂多酸结构中的八面体
参考文献
第5章 化学中的立方体、五角十二面体和三角二十面体
5.1 导言
5.2 化学中的立方体
5.3 化学中的五角十二面体
5.4 硼的单质和化合物结构中的三角二十面体
5.5 金属簇合物结构中的三角二十面体
第6章 化学中的半正多面体
6.1 球碳及其化合物的半正多面体
6.2 封闭型硼烷多面体结构中的化学键
6.3 球碳多面体和硼烷多面体的比较
6.4 化学中的棱柱体和反棱柱体
6.5 沸石分子筛中的多面体
6.6 一些单质和化合物结构中的多面体
参考文献
第7章 化学中的不规整多面体
第8章 化学结构中多层包含的多面体
第9章 晶体学中的多面体
索引

作者介绍

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周公度，浙江省泰顺县人。北京大学化学学院教授。1953年毕业于四川大学化学系，1957年北京大学研究生毕业，留校任教至1992年退休。此后，应香港中文大学聘请任教及合作著述半年，应邀访问美国普渡大学半年，并继续在国内外讲学、著书。长期从事晶体结构和结构化学的教学和科

文摘

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序言

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书籍简介：晶体结构与对称性：从原子排列到宏观物性 作者： [此处可填写一个虚构的、听起来专业的作者名字，例如：王建国 教授/李明 博士] 出版社： [此处可填写一个虚构的、严肃的学术出版社名称，例如：高等教育出版社/科学技术文献出版社] --- 内容概述 本书《晶体结构与对称性：从原子排列到宏观物性》 旨在系统而深入地探讨凝聚态物理学和固体化学领域的核心——晶体结构、其内在的几何对称性，以及这些微观结构如何决定材料的宏观物理和化学性质。本书内容聚焦于晶体学的基本原理、群论在固体描述中的应用、晶格缺陷的电子效应，以及先进功能材料的结构-性能关系。 本书严格避开了对“化学中的多面体”这一特定主题的讨论，而是将重点放在三维空间中原子周期性排列的数学描述和物理后果上。 --- 第一部分：晶体学的数学基础与描述 本书的开篇部分，我们首先确立了描述有序固体的数学语言。 第一章：周期性与晶格的定义 本章详细阐述了晶体与非晶体的本质区别，即长程有序性。我们引入了晶格（Lattice）的概念，将其定义为一组在三维空间中满足特定平移对称性的点的集合。核心内容包括： 布拉菲点阵（Bravais Lattices）： 详细分类了在所有空间群下可能出现的14种晶格类型，并解释了每种晶格如何通过特定的基矢（Primitive Vectors）来构建整个周期性结构。 晶胞的选择： 区别了单位晶胞（Unit Cell）与原胞（Primitive Cell）的概念，强调了选择合适晶胞对于简化对称性分析的重要性。我们深入探讨了维格纳-赛茨晶胞（Wigner-Seitz Cell） 和约旦-布律渊晶胞（Zone-Pitched/Reduced Cell） 在描述倒易空间中的意义。 晶体学符号系统： 系统介绍了米勒指数（Miller Indices）在描述晶面、晶向和晶带方面的应用，包括如何进行指数变换和理解晶面间距的计算，这是理解衍射现象的基础。 第二章：空间群与点群的群论分析 这是本书理论深度的核心体现。我们利用抽象代数中的群论工具来精确描述晶体的所有对称操作。 对称操作的分类： 详细解析了晶体中可能存在的几何对称操作，包括但不限于旋转轴、反演中心、滑移面和螺旋轴。我们清晰区分了点群（Point Groups） 和空间群（Space Groups） 的区别和联系。 32个晶体点群： 运用舒弗莱符号（Schoenflies Symbols）和赫尔曼-莫根符号（Hermann-Mauguin Symbols）对32种可能的晶体点群进行全面分析，重点讨论了它们对材料宏观各向异性的影响（例如，铁电性和压电性的存在条件）。 230个空间群的系统化： 本章深入到描述三维周期性结构的所有230个空间群。我们探讨了非真空间操作（如螺旋轴和滑移面）的数学构造，并解释了如何通过空间群符号来快速推断材料的晶体学特征，包括其晶系和可能的点群对称性。我们专注于如何从已知的晶体结构数据（如CIF文件）中提取其所属的空间群。 --- 第二部分：晶体结构与电子性质的耦合 在建立了严谨的几何和对称性框架后，本书转向这些结构如何决定材料的物理行为。 第三章：倒易空间与布洛赫定理 本章将焦点从原子空间转移到动量空间，这是理解电子行为的关键。 倒易晶格（Reciprocal Lattice）： 详细推导了倒易晶格的概念，并阐述了其与实空间晶格的对偶关系。着重讨论了布里渊区（Brillouin Zone） 的几何构造，这是描述电子波函数周期性边界条件的基础。 能带理论的起源： 基于晶体的周期性势场，引入布洛赫定理（Bloch’s Theorem）。本章推导出电子波函数必须具有特定的周期性形式，从而导出了能量是波矢$k$的周期函数的结论，即电子能带（Energy Bands）。 对称性在能带结构中的体现： 利用群论分析能带简并性（Degeneracy） 的来源。通过考察特定$k$点（如$Gamma$, $X$, $L$点）的对称性，预测并解释能带在这些关键点上的行为（例如，狄拉克锥的形成条件）。 第四章：晶格振动与声子谱 本章讨论了晶体中原子的集体激发——声子，它们是热力学性质和低能激发的主要贡献者。 晶格动力学方程： 基于牛顿第二定律和简谐近似，推导出描述原子振动的运动方程。重点分析了一维链模型（单原子链与双原子链）的色散关系（Dispersion Relation）。 声子分支与声学/光学模式： 扩展到三维晶体，区分了声学支（Acoustic Branches）和光学支（Optical Branches），并阐明了它们对热容和热导率的贡献差异。 声子与电子的相互作用： 讨论了电子-声子耦合对金属导电性和半导体带隙的影响，特别是与电子散射和电声效应相关的现象。 --- 第三部分：晶体缺陷与结构失配 本部分将视角从理想的完美晶体扩展到真实世界中普遍存在的非周期性结构——晶体缺陷。 第五章：点缺陷与能量学 本章专注于晶体内部的零维缺陷，这些缺陷对材料的电学和机械性能至关重要。 空位与间隙原子： 详细计算了单一空位和间隙原子的形成热力学能，并讨论了平衡缺陷浓度对温度的依赖性。 点缺陷的电荷和弛豫： 分析了不同类型的点缺陷（如取代型杂质）如何改变局部电荷分布，并导致周围晶格的畸变（弛豫效应）。这与半导体掺杂机制直接相关。 缺陷扩散与动力学： 探讨了点缺陷在晶格中的迁移机制（如瓦肯特机制），及其对材料高温性能的影响。 第六章：位错与机械性能 本章关注线缺陷（位错）在决定材料强度和塑性中的核心作用。 位错的几何描述： 严格定义了边缘位错（Edge Dislocation）和螺型位错（Screw Dislocation），使用汉森矢量（Burgers Vector） 来量化其强度和性质。 应力场分析： 应用弹性理论计算位错周围的应力场分布，解释了位错如何通过剪切机制实现材料的塑性变形。 位错的相互作用与强化机制： 讨论了位错间的交互作用，如位错交割、缠结，并将其与工业上的加工硬化、固溶强化等机械强化机制联系起来。 --- 总结与前瞻 本书的最终目标是提供一个从最基本的晶格平移对称性，到复杂的电子能带结构，再到实际材料中缺陷控制的完整知识体系。本书不涉及任何关于分子堆积或由分子间作用力主导的结构预测，而是完全专注于无机固体材料中原子周期性和基于群论的对称性分析。通过严谨的数学工具，读者将能够预测和解释晶体材料在电、光、热、力学等方面的宏观表现，为新材料的理性设计奠定坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏非常具有张力，它不是那种平铺直叙的教科书。作者擅长设置悬念，然后用一系列逻辑严密的推理来揭开真相，这种方式极大地激发了我的阅读兴趣。尤其是在讨论手性问题的那一段，作者引入了大量的历史典故和科学发现的曲折过程，让我深刻体会到科学探索的艰辛与浪漫。文字中充满了对精确性的执着追求，但又不失温度。相比于那些冷冰冰的公式堆砌，这本书更像是同行之间的一场高水平学术对话。我特别欣赏它对实验误差和模型局限性的坦诚讨论，这使得全书的论述显得尤为可靠和谦逊。它教会我的不仅仅是化学知识，更是一种严谨的科学态度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配合着金色线条勾勒出的复杂几何结构，立刻就抓住了我的眼球。我本来对“化学”这个词有点望而却步，总觉得那是一堆枯燥的公式和实验报告，但这本书的排版和插图却完全打破了我的固有印象。它更像是一本艺术品鉴赏指南，而不是教科书。我尤其喜欢作者在介绍基本概念时所采用的类比手法，比如将分子结构比作精妙的建筑模型，这让那些抽象的理论一下子变得具体可感。阅读过程中，我不断地停下来，反复摩挲那些精美的图表，感受着文字与图像之间那种奇妙的共振。如果你只是想找一本轻松入门的书籍，这本书的厚度和信息密度可能会让你稍微愣一下，但如果你愿意投入时间去细细品味，你会发现其中蕴含的知识体系是多么的庞大和迷人。它不仅仅是传授知识，更是在培养一种看待物质世界的新视角，一种对结构美学的深度欣赏。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为，化学的书籍读起来都会有一种“既定事实”的沉闷感，因为很多基础理论似乎已经被盖棺定论。但这本书却成功地营造出一种“正在进行的研究”的动态感。作者在介绍一些前沿理论时，非常清晰地指出了当前科学界存在的争议点和尚未解决的难题，并提出了自己独到的见解。这种前瞻性让读者感觉自己不是在被动地接受知识，而是在参与一场正在展开的科学探索。它激发了我去查阅更多相关文献的欲望，也让我对未来材料科学和药物研发的方向有了更清晰的预判。这本书的价值远超其作为一本工具书的定位，它更像是一份激发灵感的蓝图，指向了化学学科更深远的未知领域。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个自学化学多年的“业余爱好者”来说，这本书最宝贵的地方在于它对“维度”的探讨。市面上很多入门书籍都停留在二维平面结构图上，最多加一点简单的三维立体图来示意。但这本书似乎直接将读者带入了一个更高维度的空间进行思考。它详细阐述了如何利用拓扑学和群论的工具来理解和预测分子的稳定性与反应活性，这些内容通常只在顶尖的研究生教材中才会深入涉及。我必须承认，阅读过程中有好几次我不得不停下来，查阅大量的背景知识来跟上作者的思路，这绝不是一本可以“走马观花”的书籍。它要求读者有扎实的数学基础和极大的专注力。但一旦你跟上了，你会发现自己对化学的理解提升到了一个全新的层次，仿佛打开了一扇通往物质世界底层逻辑的大门。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚厚的精装书时，我其实是抱着一种怀疑态度的。市面上关于化学的书籍汗牛充栋，大多是老生常谈，很难有能真正让人耳目一新的。然而，这本书的行文风格却展现出一种罕见的、近乎诗意的严谨性。作者似乎有一种魔力，能够将最晦涩的晶体学原理，用一种如同讲述神话故事般的流畅语调娓娓道来。我记得有一章专门讲对称性在化学反应中的作用，起初我完全无法理解为什么那些看不见的“旋转轴”和“反射面”能指导反应的走向。但作者通过一系列精心构建的案例分析，特别是对一些天然产物分子结构的剖析，让我豁然开朗。这不光是化学，简直是哲学与数学的完美结合体。读完这一部分，我甚至开始重新审视我日常生活中遇到的所有规整的形态，从雪花到蜂巢，都好像被赋予了新的数学意义。