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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Peter Müller

出品人:

页数:232

译者:

出版时间:2006-09-07

价格:USD 140.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780198570769

丛书系列:

图书标签:

• 晶体结构
• 结构精修
• X射线衍射
• 粉末衍射
• 材料科学
• 晶体学
• 里特韦尔德精修
• 结构分析
• 固体物理
• 计算方法

晶体结构解析：从数据到三维模型的精妙旅程 书名：晶体结构解析：从数据到三维模型的精妙旅程 作者：[此处留空，或填写虚构作者名] 出版社：[此处留空，或填写虚构出版社名] 字数：约 1500 字 --- 内容简介 《晶体结构解析：从数据到三维模型的精妙旅程》是一部深入探讨如何从实验数据中精确重构物质微观原子排列的权威著作。本书旨在为材料科学、化学、物理学以及矿物学领域的研究人员、研究生和高级本科生提供一套全面而实用的方法论框架，使读者不仅理解晶体结构解析的理论基础，更能熟练掌握从实验准备到最终结构验证的每一个关键步骤。 本书的核心叙事线索，便是晶体学分析的“旅程”——从物质的宏观晶体样品开始，逐步深入到其原子尺度的精确描绘。我们摒弃了对基础概念的过度铺陈，而是专注于实践中的挑战、数据处理的细微差别，以及如何利用现代计算工具将原始衍射图样转化为具有物理意义的三维模型。 第一部分：实验基石与数据采集的艺术 旅程始于对高质量晶体生长的重视。第一章详尽阐述了制备适合X射线衍射（XRD）、中子衍射（ND）或电子衍射（ED）的理想样品的重要性。我们探讨了不同生长技术（如熔融法、溶液生长、气相沉积）如何影响晶体的质量、孪晶情况及缺陷浓度，并强调了这些因素对后续数据质量的决定性影响。 第二章聚焦于衍射数据的采集技术。本书并未将重点放在某一特定衍射源上，而是采用一种比较性的视角，深入分析了同步辐射光源、旋转阳极X射线源、高通量衍射仪以及飞行时间中子衍射仪的优缺点。特别地，我们详细解析了如何选择合适的波长、收集模式（如$omega$-扫描、$phi$-扫描、$omega/phi$-耦合扫描）以及如何精确校准仪器参数，以最大程度地减少系统误差。本章包含大量关于数据质量指标（如$R_{ ext{meas}}$、$CC_{1/2}$）的讨论，指导读者在早期阶段就识别潜在的数据不足。 第二部分：从衍射空间到电子密度图的飞跃 结构解析的核心挑战在于从空间群、点群和衍射强度中重建原子位置。第三章是本书的理论核心之一，它系统梳理了晶体学中的对称性原理及其在衍射峰位置和强度上的体现。读者将学习如何利用谢勒（Scherer）定理和布拉维点群知识，对未知样品进行初步的晶格常数确定和空间群归属。 第四章“相位问题与初级结构确定”是解析旅程中最具创造性的一步。我们跳过了对“直接法”在简单结构中的冗长介绍，转而重点剖析替代法（如同晶替换法、拉莫斯法）和重原子法在复杂或含有磁性原子结构中的应用。针对中子衍射数据，本章还深入探讨了如何利用磁性结构因子和磁性散射长度来解析非古老结构。 第五章致力于电子密度图的解释与精修。一旦相位问题得到初步解决，接下来的工作就是构建直观的电子云分布图。本章详细讨论了傅里叶合成的原理、三角平滑技术（Squaring method）的应用，以及如何识别空位、无序占据和亚化学计量现象。我们强调了化学直觉在电子密度图解释中的不可替代性，即如何将数学上的高密度区域与已知的化学键合规律相结合。 第三部分：精修、验证与结构应用 结构解析的终点并非获得一个初始模型，而是通过最小化残差函数，将模型参数调整到与实验数据最佳吻合的状态。第六章是关于“最小二乘精修技术”的实战指南。本书详细介绍了如何构建和应用结构因子模型，包括处理热振动参数（各向同性与各向异性）、原子占有率、以及更复杂的化学键约束和几何限制。本章还涉及了如何处理高度非晶态或纳米晶体数据中的弛豫效应。 第七章专注于结构的验证与质量控制。一个“好”的结构模型必须在统计学上稳健，且在化学上合理。我们深入分析了常用的拟合优度指标（$R$因子、$R_w^2$、$chi^2$）的局限性，并介绍了如何使用残余电子密度图（$Fo-Fc$）来检测模型的缺陷，如氢原子位置的确认、不规则热运动的识别，以及晶体间相互作用的分析。此外，本书还提供了检查晶体学对称性一致性的实用方法。 第八章展望了现代结构分析的前沿应用，重点放在多相结构解析与结构弛豫。通过实例分析，读者将学习如何同时精修混合相样品中的多个独立结构，如何利用温度或压力衍射数据来构建相图，以及如何运用第一性原理计算（DFT）的结果来指导或验证基于实验的结构精修过程，特别是在处理高压或极端条件下的新型材料时。 --- 本书的独特价值定位 《晶体结构解析：从数据到三维模型的精妙旅程》区别于传统教材之处在于其强调“跨越鸿沟”。它不满足于展示理想化的教科书案例，而是直面真实实验数据中常见的污染、噪音、衍射谱带的重叠和对称性判断的模糊性。本书的核心目标是培养读者解决问题的能力，使他们能够将原始的、往往是令人沮丧的衍射峰信息，通过严谨的、系统化的步骤，提炼成可信赖的、描述物质真实三维结构的原子坐标和热运动参数。它是一本面向实践的、深入理解晶体结构解析全流程的专业手册。

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第六章和第七章，讲晶修的基本过程很清楚。

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第六章和第七章，讲晶修的基本过程很清楚。

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第六章和第七章，讲晶修的基本过程很清楚。

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第六章和第七章，讲晶修的基本过程很清楚。

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第六章和第七章，讲晶修的基本过程很清楚。