 |
- ⒶⒸВест А. Химия твердого тела. Теория и приложения. Часть 1. (Solid state chemistry and ITS applications) [Pdf-Fax-11.1M] Учебное издание. Автор: Энтони Рой Уэст (Антони Рой Вест, Anthony Roy West). Перевод: Перевод с английского А.Р. Кауля, И.Б. Куценка под редакцией Ю.Д. Третьякова. Художник: А.Д. Смеляков.
(Москва: Издательство «Мир»: Редакция литературы по химии, 1988)
Скан, обработка, формат Pdf-Fax: derevyaha, fire_varan, доработка: звездочет, 2023
- ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие редактора перевода (5).
Предисловие (7).
Глава 1. Что такое химия твердого тела? (8).
Глава 2. Препаративные методы (13).
2.1. Твердофазные реакции (13).
2.1.1. Общие принципы (13).
2.1.2. Экспериментальное осуществление твердофазных реакций (23).
2.1.3. Совместное осаждение как прием интенсификации твердофазных реакций (27).
2.1.4. Другие приемы предварительной гомогенизации (27).
2.1.5. Кинетика твердофазных реакций (29).
2.2. Кристаллизация растворов, расплавов, стекол и гелей (29).
2.2.1. Кристаллизация из растворов и гелей. Синтез цеолитов (30).
2.2.2. Кристаллизация из расплавов (31).
2.2.3. Кристаллизация стекол (33).
2.3. Транспортные реакции в паровой фазе (33).
2.4. Реакции внедрения и ионного обмена как методы получения новых соединений на основе существующих структур (37).
2.4.1. Соединения внедрения на основе графита (СВГ) (38).
2.4.2. Соединения внедрения на основе дихалькогенидов переходных металлов и других слоистых и туннельных структур (40).
2.4.3. Реакции ионного обмена (43).
2.4.4. Синтез метастабильных фаз с использованием приемов «мягкой химии» (45).
2.5. Методы электрохимического восстановления (46).
2.6. Получение материалов в виде тонких слоев и пленок (47).
2.6.1. Химические и электрохимические методы (48).
2.6.2. Физические методы (49).
2.7. Выращивание монокристаллов (51).
2.7.1. Метод Чохральского (51).
2.7.2. Методы Бриджмена и Стокбаргера (52).
2.7.3. Зонная плавка (52).
2.7.4. Кристаллизация из растворов или расплавов (53).
2.7.5. Эпитаксиальный рост тонких слоев (53).
2.7.6. Газопламенный метод Вернейля (55).
2.7.7. Сопоставление различных методов (55).
2.8. Методы с использованием высоких давлений и гидротермальные методы (55).
2.8.1. Гидротермальные методы (56).
2.8.2. «Сухие» методы высокого давления (59).
Упражнения (60).
Литература (61).
Глава 3. Применение физических методов для исследования твердых неорганических веществ (62).
3.1. Введение (62).
3.2. Обзор методов исследования и областей их применения для изучения твердых тел (64).
3.2.1. Дифракционные методы (64).
3.2.1.1. Рентгеновские методы исследования порошков (64).
3.2.1.2. Высокотемпературная рентгенография порошков (69).
3.2.1.3. Рентгенографическое исследование монокристаллов (70).
3.2.1.4. Электронография (дифракция электронов) (74).
3.2.1.5. Нейтронография (дифракция нейтронов) (76).
3.2.2. Микроскопические методы (79).
3.2.3. Спектральные методы (79).
3.2.2.1. Оптическая микроскопия (86).
3.2.2.2. Электронная микроскопия (92).
3.2.3.1. Колебательная спектроскопия: ИК- и КР-спектры (94).
3.2.3.2. Спектроскопия видимого излучения и УФ-спектроскопия (98).
3.2.3.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (103).
3.2.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (108).
3.2.3.5. Рентгеноспектральный анализ (112).
3.2.3.6. Электронная спектроскопия: ЭСХА, РФС, УФС, оже-спектроскопия, СХПЭЭ (121).
3.2.3.7. Ядерная y-резонансная (мессбауэровская) спектроскопия (126).
Упражнения (129).
Литература (130).
Глава 4. Термический анализ (132).
4.1. Термогравиметрический анализ (ТГА) (133).
4.2. Дифференциальный термический анализ (ДТА) и дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) (134).
4.3. Применение ДТА (ДСК) и ТГА (137).
4.3.1. Вводные замечания (137).
4.3.2. Некоторые особые области применения (141).
4.3.2.1. Стекла (141).
4.3.2.2. Полиморфные превращения и контроль свойств (142).
4.3.2.3. Изучение свойств материалов (142).
4.3.2.4. Построение фазовых диаграмм (143).
4.3.2.5. Изучение механизмов разложения (144).
4.3.2.6. Кинетика (145).
4.3.2.7. Измерения энтальпии и теплоемкости (145).
Упражнения (146).
Литература (147).
Глава б. Дифракция рентгеновских лучей (148).
5.1. Рентгеновское излучение. Способы его генерации (148).
5.2. Дифракция (152).
5.2.1. Дифракционная решетка и дифракция света (152).
5.2.2. Кристаллы и дифракция рентгеновских лучей (154).
5.2.2.1. Уравнения Лауэ (155).
5.2.2.2. Закон Брэгга (156).
5.3. Определения (157).
5.3.1. Элементарные ячейки и кристаллографические системы (157).
5.3.2. Симметрия. Закрытые операции симметрии, точечные группы (160).
5.3.3. Выбор элементарной ячейки и кристаллографическая система (164).
5.3.4. Открытые операции симметрии и пространственные группы симметрии (167).
5.3.5. Кристаллическая решетка. Решетка Бравэ (168).
5.3.6. Плоскости решетки, индексы Миллера и направления (170).
5.3.7. Формулы для расчета межплоскостных расстояний (174).
5.3.8. Плоскости решетки и межплоскостные расстояния. Сколько их может быть? (175).
5.3.9. Систематическое погасание рефлексов (176).
5.3.10. Фактор повторяемости (178).
5.3.11. Число формульных единиц в ячейке. Плотность кристалла. Расчетные формулы (180).
5.4. Рентгеновский эксперимент (181).
5.4.1. Метод порошка. Принципиальные основы и применение (182).
5.4.2. Методы исследования монокристаллов. Принципиальные основы и применение (187).
5.5. Интенсивность рефлексов (194).
5.5.1. Рассеяние рентгеновских лучей атомом (195).
5.5.2. Рассеяние рентгеновских лучей кристаллом (198).
5.5.3. Интенсивность рефлексов. Общие формулы и модельный расчет для CaF2 (200).
5.5.4. Факторы, влияющие на интенсивность (206).
5.5.5. R-факторы и расшифровка структуры (207).
5.5.6. Карты электронной плотности (208).
5.6. Современные методы съемки порошкограмм и их применение (209).
5.6.1. Порошковые дифрактометры (209).
5.6.2. Фокусирующие камеры (камеры Гинье) (212).
5.6.3. Расчет порошкограмм и сравнение дифрактограмм с рентгенограммами, полученными фотографическим методом (214).
5.6.3.1. Межплоскостные расстояния (215).
5.6.3.2. Интенсивности (216).
5.6.3.3. Форма (профиль) линии (217).
5.6.4. Высокотемпературная рентгенография порошков (217).
5.6.5. Влияние размеров кристаллов на вид порошкограммы. Измерение размеров частиц (219).
5.6.6. Влияние напряжений на вид порошкограмм (222).
5.6.7. Уточнение параметров элементарной ячейки и индицирование порошкограмм (222).
5.6.8. Источники фонового излучения. Флуоресценция (224).
5.6.9. Идентификация веществ по порошкограммам (227).
5.6.10. Определение структуры по порошкограммам (228).
5.6.11. Получение порошкограмм при исследовании монокристаллов. Камера Гандольфи (230).
5.6.12. Расчет порошкограмм по данным о кристаллической структуре (231).
5.6.13. Влияние симметрии кристалла и фактора повторяемости на вид порошкограммы (232).
5.6.14. Рентгенофазовый анализ порошков (233).
Упражнения (234).
Литература (235).
Глава 6. Точечные группы, пространственные группы, кристаллическая структура (237).
6.1. Кристаллографические точечные группы (228).
6.1.1. Примеры некоторых точечных групп (239).
6.1.1.1. Точечная группа 222 (239).
6.1.1.2. Точечная группа тт2 (241).
6.1.1.3. Точечная группа ттт (242).
6.1.1.4. Точечная группа 32 (243).
6.1.2. Примеры закрытых операций симметрии в молекулах: общие и частные позиции (244).
6.1.3. Центросимметричные и нецентросимметричные точечные группы (246).
6.2. Пространственные группы симметрии (246).
6.2.1. Триклинная группа Р1 (248).
6.2.2. Моноклинная группа С2 (251).
6.2.3. Моноклинная группа С2/т (253).
6.2.4. Ромбическая группа Р2221 (256).
6.2.5. Ромбическая группа F222 (257).
6.2.6. Тетрагональная группа I41 (258).
6.3. Пространственные группы и кристаллические структуры (259).
6.3.1. Структура перовскита SrTiO3 (259).
6.3.2. Структура рутила TiO2 (262).
Упражнения (267).
Литература (267).
Глава 7. Описательная кристаллохимия (268).
7.1. Описание кристаллических структур (268).
7.1.1. Структуры с кубической и гексагональной плотнейшими упаковками (КПУ и ГПУ) (269).
7.1.2. Материалы, обладающие структурой с плотнейшей упаковкой (274).
7.1.2.1. Металлы (274).
7.1.2.2. Сплавы (276).
7.1.2.3. Ионные структуры (276).
7.1.2.4. Структуры с ковалентными решетками (281).
7.1.2.5. Молекулярные структуры (282).
7.1.3. Другие способы организации структуры. Тетрагональная упаковка (283).
7.1.4. Структуры, построенные из пространственных полиэдров (284).
7.2. Некоторые наиболее важные структурные типы (289).
7.2.1. Структуры типа каменной соли NaCl, цинковой обманки (сфалерита) ZnS и антифлюорита Na2O (289).
7.2.2. Структурные типы вюртцита ZnS и арсенида никеля NiAs (300).
7.2.3. Структуры типа хлорида цезия CsCl (310).
7.2.4. Другие структуры со стехиометрией АХ (311).
7.2.5. Структуры типа рутила ТЮ2, Gdl2, CdCl2 и Cs2O (312).
7.3. Общие сведения о структурах силикатов (319).
Упражнения (322).
Литература (323).
Глава 8. Некоторые факторы, влияющие на структуру кристаллов (324).
8.1. Предварительные замечания (324).
8.1.1. Стехиометрия (общая формула) и валентность элементов. Координационные числа (324).
8.1.2. Типы химической связи (326).
8.1.3. Размеры атомов или ионов (328).
8.2. Ионные структуры (329).
8.2.1. Ионы и ионные радиусы (330).
8.2.2. Ионные структуры. Общие закономерности (335).
8.2.3. Правила о соотношениях радиусов (338).
8.2.4. Граничные отношения радиусов и структурные искажения (342).
8.2.5. Энергия решетки ионных кристаллов (343).
8.2.6. Уравнение Капустинского (347).
8.2.7. Цикл Борна - Габера и термохимические расчеты. (348).
8.2.8. Устойчивость реальных и гипотетических соединений (351).
8.2.8.1. Соединения инертных газов (351).
8.2.8.2. Соединения элементов с пониженной и повышенной степенями окисления (352).
8.2.9. Поляризация и частично ковалентная связь (354).
8.3. Координационные полимерные структуры - модель Сандерсона (354).
8.3.1. Эффективный заряд ядра (355).
8.3.2. Атомные радиусы (356).
8.3.3. Электроотрицательность и частичные заряды атомов (357).
8.3.4. Координационные полимерные структуры (361).
8.3.5. Расчеты энергии связи (362).
8.3.6. Энергия связи и структура (365).
8.3.7. Итоговые замечания о приближении Сандерсона (367).
8.4. Диаграммы Музера - Пирсона и ионность связи (368).
8.5. Валентность связи и длина связи (370).
8.6. Влияние несвязывающих электронов (373).
8.6.1. Влияние d-электронов (373).
8.6.1.1. Расщепление энергетических уровней в кристаллическом поле (374).
8.6.1.2. Ян-теллеровские искажения (379).
8.6.1.3. Окружение в форме плоского квадрата (381).
8.6.1.4. Тетраэдрическое поле (382).
8.6.1.5. Сравнение тетраэдрического и октаэдрнческого окружений (383).
8.6.2. Эффект инертных пар (385).
Упражнения (386).
Литература (387).
Глава 9. Дефекты в кристаллах и нестехиометрия (388).
9.1. Совершенные и несовершенные кристаллы (388).
9.2. Типы дефектов (390).
9.3. Точечные дефекты (391).
9.3.1. Дефекты Шоттки (391).
9.3.2. Дефекты Френкеля (392).
9.3.3. Термодинамика образования дефектов Шоттки и Френкеля (393).
9.3.4. Центры окраски (397).
9.3.5. Вакансии и межузельные атомы в нестехиометрических кристаллах (399).
9.4. Кластеры или агрегаты дефектов (400).
9.5. Антиструктурные дефекты (405).
9.6. Протяженные дефекты (407).
9.6.1. Структуры кристаллического сдвига (407).
9.6.2. Дефекты упаковки (411).
9.6.3. Границы блоков и антифазные домены (границы) (411).
9.7. Нестехиометрия и дефекты. Общие замечания (412).
9.8. Дислокации, механические свойства и реакционная способность твердых тел (415).
9.8.1. Наблюдение дислокаций (422).
9.8.2. Дислокации и структура кристаллов (424).
9.8.3. Дислокации, вакансии и дефекты упаковки (429).
9.8.4. Дислокации и границы блоков (433).
Упражнения (434).
Литература (434).
Глава 10. Твердые растворы (436).
10.1. Твердые растворы замещения (436).
10.2. Твердые растворы внедрения (439).
10.3. Более сложные механизмы образования твердых растворов (440).
10.3.1. Образование катионных вакансий (440).
10.3.2. Механизм внедренных анионов (441).
10.3.3. Образование анионных вакансий (441).
10.3.4. Механизм внедренных катионов (442).
10.3.5. Двойное замещение (443).
10.4. Общие замечания об условиях образования твердых растворов (444).
10.5. Экспериментальные методы изучения твердых растворов (445).
10.5.1. Рентгенография порошков (445).
10.5.2. Измерения плотности (450).
10.5.3. Изменение температур фазовых переходов в твердых растворах (452).
Упражнения (453).
Литература (453).
Глава 11. Интерпретация фазовых диаграмм (454).
11.1. Определения (455).
11.2. Однокомпонентные системы (461).
11.2.1. Диаграмма Н2О (462).
11.2.2. Диаграмма SiO2 (463).
11.2.3. Однокомпонентные системы в конденсированном состоянии (464).
11.3. Двухкомпонентные конденсированные системы (464).
11.3.1. Система простого эвтектического вида (464).
11.3.2. Бинарные системы с образованием химических соединений (468).
11.3.3. Бинарные системы с несмешивающимися жидкостями (472).
11.3.4. Бинарные системы с твердыми растворами (475).
11.3.5. Бинарные системы с фазовыми переходами в твердом состоянии (482).
11.4. Трехкомпонентные конденсированные системы (487).
11.4.1. Простые эвтектические системы, не образующие двойных и тройных соединений (489).
11.4.2. Тройные системы с двойными соединениями (492).
11.4.3. Субсолидусные равновесия (497).
11.4.4. Тройные системы с твердыми растворами (498).
Упражнения (502).
Литература (503).
Глава 12. Фазовые переходы (504).
12.1. Что такое фазовые переходы? (504).
12.2. Классификация Бюргера: реконструктивные и деформационные фазовые переходы (505).
12.3. Термодинамическая классификация фазовых переходов (511).
12.4. Применение температурных зависимостей энергии Гиббса. Стабильные и метастабильные фазы (520).
12.5. Классификация Уббелоде: размытые и точечные фазовые переходы (524).
12.6. Представление фазовых переходов на диаграммах состояния (525).
12.7. Кинетика фазовых переходов (526).
12.7.1. Критический размер зародышей (529).
12.7.2. Кинетические уравнения (532).
12.7.2.1. Скорость зародышеобразования (532).
12.7.2.2. Общая скорость превращения. Уравнение Аврами (533).
12.7.2.3. Диаграммы время - температура - превращение (ТТТ-диаграммы) (534).
12.7.3. Факторы, влияющие на кинетику фазовых переходов (535).
12.8. Кристаллохимия и фазовые переходы (540).
12.8.1. Изменение структуры с ростом температуры и давления (540).
12.8.2. Мартенситные превращения (542).
12.8.3. Переходы типа порядок - беспорядок (545).
Упражнения (547).
Литература (547).
ИЗ ИЗДАНИЯ: Автор книги - известный ученый из Великобритании А. Вест - определяет химию твердого тела как науку о синтезе, структуре, свойствах и применениях твердых материалов. По содержанию и форме изложения книга может служить введением в предмет для всех, предполагающих специализироваться в данной области или желающих получить о ней общее представление, что особенно важно в настоящее время, когда происходит оформление химии твердого тела в самостоятельный раздел химической науки и возникает потребность подготовки кадров по этой специальности.
В часть 1 вошли гл.1-12 английского издания, где излагаются теоретические основы химии твердого тела.
Для студентов и преподавателей химических и химико-технологических вузов, а также для исследователей и инженеров различных отраслей, имеющих дело с химическими превращениями в твердом состоянии. |
 |
