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第1章 晶体结构1

1.1点群，空间群和晶体结构1

1.1.1一维点阵结构2

1.1.2二维点阵结构2

1.1.3三维点阵结构3

1.2点阵面，Miller指数和方向指数9

1.3d间距公式12

1.4晶体密度和晶胞参数12

1.5晶体结构的描述（密堆积结构和空间多面体结构）13

1.5.1等径圆球密堆积13

1.5.2球密堆积的方式14

1.5.3密堆积结构的空隙和配位数15

1.5.4可描述成密堆积的材料19

1.6常见的晶体结构25

1.6.1 AX型25

1.6.2 AX2型27

1.6.3 ABX3型28

1.6.4硅酸盐结构类型28

1.7空间填充多面体结构模型30

第2章 固体中的键合力34

2.1离子键34

2.1.1离子和离子半径34

2.1.2离子型结构的一般原则35

2.2离子型结构37

2.3半径比规则39

2.4离子型晶体的点阵能41

2.5 Kapustinskii公式45

2.6 Born-Haber循环和热化学计算45

2.7部分共价键47

2.8配位聚合物的结构48

2.8.1有效核电荷48

2.8.2原子半径48

2.8.3电负性和部分带电原子49

2.8.4配位聚合结构52

2.8.5 Mooser-Pearson图和离子性52

2.9键价和键强53

2.10非键电子效应54

2.10.1 d电子效应54

2.10.2惰性电子对效应60

2.11金属键和能带理论61

2.11.1金属的能带结构63

2.11.2绝缘体的能带结构64

2.11.3半导体的能带结构：Si64

2.11.4无机固体中的能带结构65

2.12什么是最佳键合力的模型？69

第3章 结晶学和衍射技术70

3.1分子型固体和非分子型固体70

3.2固体结构的鉴定71

3.3衍射技术71

3.3.1 X射线衍射技术71

3.3.2劳埃方程74

3.3.3布拉格方程75

3.3.4系统消缺反射79

3.3.5多重性80

3.3.6 X射线衍射的实验方法81

3.3.7 X射线的衍射强度85

3.3.8常规X射线粉末衍射的应用93

3.3.9高温X射线粉末衍射的应用95

3.3.10电子衍射技术96

3.3.11中子衍射技术96

第4章 固体的其他鉴定技术100

4.1显微镜技术100

4.1.1光学显微镜100

4.1.2电子显微镜103

4.2光谱技术105

4.2.1振动光谱：IR和Raman106

4.2.2可见和紫外光谱109

4.2.3核磁共振波谱110

4.2.4电子自旋共振波谱113

4.2.5 X射线光谱：XRF、AEFS、EXAFS115

4.2.6电子光谱119

4.2.7 Mossbauer谱122

4.3热分析技术123

4.3.1热重分析124

4.3.2差热分析及差示扫描量热分析124

4.3.3应用125

第5章 晶体缺陷，非整比和固溶体129

5.1固体中的缺陷129

5.2缺陷的表示及其分类130

5.2.1 Schottky缺陷130

5.2.2 Frenkel缺陷130

5.3缺陷的描述及质量作用定律131

5.3.1缺陷的描述131

5.3.2 Schottky和Frenkel缺陷生成的热力学132

5.3.3缺陷的类型134

5.3.4色心135

5.3.5在非整比晶体中的空位和填隙子136

5.4杂质和掺杂137

5.4.1实际晶体中的杂质137

5.4.2杂质对可变价态的阳离子的影响137

5.4.3晶体的结构对缺陷生成的影响138

5.5固溶体138

5.5.1取代固溶体138

5.5.2填隙固溶体140

5.5.3固溶体形成机理141

5.5.4研究固溶体的实验方法145

5.6固体的位错和力学性质147

5.6.1位错的观察151

5.6.2位错和晶体结构151

第6章 相图的阐述155

6.1相律155

6.2单组分体系158

6.2.1 H2O体系158

6.2.2 SiO2体系158

6.2.3凝聚的单组分体系159

6.3二组分凝聚体系159

6.3.1简单低共熔体系160

6.3.2有化合物存在的二元体系162

6.3.3具有固溶体的二元体系164

6.3.4有固-固相转变的二元体系166

6.3.5有相转变和固溶体的二元体系：低共熔体和包析体167

6.3.6液相不互溶的二元体系：MgO-SiO2167

6.3.7一些技术上重要的相图168

第7章 固体的电性质171

7.1电性质和电子材料概述171

7.2金属导电性：有机金属172

7.2.1掺杂的聚乙炔172

7.2.2聚对位亚苯基和聚吡咯174

7.2.3有机电荷转移络合物174

7.3超导性175

7.3.1零电阻的性质176

7.3.2完美的反磁性，Meissner效应176

7.3.3临界温度Tc，临界磁场Hc和临界电流JC176

7.3.4 I型、型超导体，涡流混合状态177

7.3.5超导材料概观178

7.3.6钙钛矿铜酸盐的晶体化学179

7.3.7 YBa2Cu3O7181

7.3.8富勒烯184

7.3.9超导体的应用184

7.4半导性184

7.4.1硅的掺杂185

7.4.2其他半导体187

7.4.3应用187

7.5离子电导和固体电解质188

7.5.1碱金属卤化物，空位导电189

7.5.2氯化银，填隙导电192

7.5.3固体电解质194

7.6固体电解质的应用204

7.6.1热力学测量204

7.6.2钠-硫电池和Zebra电池205

7.6.3微型电池，心脏起搏器206

7.6.4锂电池206

7.6.5固体氧化物燃料电池207

7.7介电材料208

7.8铁电性209

7.9热电性212

7.10压电性213

7.11铁电性、压电性和热电性之间的关系213

7.12铁电体、压电体及热电体的应用213

第8章 固体的磁性质和光学性质215

8.1物质的磁性215

8.1.1物质在磁场中的行为215

8.1.2温度效应：Curie定律和Curie-Weiss定律216

8.1.3磁矩217

8.1.4铁磁性与反铁磁性的有序化机理，超交换218

8.1.5某些补充定义219

8.2磁性材料的范例及其结构和性质220

8.2.1金属和合金220

8.2.2过渡金属氧化物222

8.2.3尖晶石223

8.2.4石榴石225

8.2.5钴铁矿和钙钛矿226

8.2.6磁铅石227

8.2.7应用：结构和性质的关系227

8.3无机固体的光学性质：发光和激光228

8.3.1磷光和发光体228

8.3.2位形坐标模型230

8.3.3一些发光体的例子231

8.3.4反-Stokes发光体232

8.3.5激光232

第9章 固体的合成方法234

9.1固态反应234

9.1.1成核和长大，外延生长和拓扑生长234

9.1.2固态反应的例子236

9.1.3问题：如何使反应混合物均匀？237

9.2溶胶-凝胶方法237

9.2.1 MgA12O4的合成239

9.2.2氧化硅玻璃的合成239

9.2.3氧化铝纤维的纺纱239

9.2.4锡酸铟及其他涂膜的制备239

9.2.5制备YSZ陶瓷239

9.2.6沸石的合成240

9.2.7制备YBa2 Cu3 O7-δ超导氧化物膜240

9.3水热合成法240

9.4插层反应和脱插层反应242

9.5气相输运法244

9.6薄膜的制备：电化学方法，化学气相沉积，溅射和激光消融246

9.6.1电化学方法246

9.6.2热氧化246

9.6.3化学气相沉积246

9.6.4溅射和蒸发250

9.7单晶生长251

9.7.1提拉法251

9.7.2坩埚移动法251

9.7.3区域熔融法252

9.7.4从溶液或熔体中沉淀：助熔剂法252

9.7.5火焰熔化法253

9.8高压法253

参考文献254