晶體和准晶體的衍射

本書在第一版基礎上修訂而成，全書共11章。第1~8章，內容包括：晶體衍射研究的發展、晶體結構的對稱性、晶體的衍射方向和倒易點陣、衍射強度和結構因子、電子密度函數的計算和精修、生物大分子晶體的衍射、多晶衍射和晶體結構數據的應用等，涉及化學、物理、數學、生物、電子學等多個基礎學科，為讀者提供簡明易懂、條理清晰的基礎知識和原理的介紹，同時提供了研究實例與原理結合進行具體分析。第9~11章，內容包括：准晶體、准點陣及衍射、准晶體結構測定法，是國際上物理科研尖端前沿。郭先生與2011年諾貝爾化學獎得主D. Shechtman是同時獨立發現准晶體的。本書對準晶體加以詳細介紹，彰顯了我國在准晶研究中的貢獻。本書可作為化學、物理、材料、生物、礦物、冶金等學科的研究生教材，也可供科研人員參考。

第1章 晶體衍射研究的發展

1.1 早期的工作

1.2 無機物晶體結構的發展

1.3 有機物晶體結構的發展

1.4 生物大分子晶體結構的發展

1.5 現狀和展望

參考文獻

第2章 晶體結構的對稱性

2.1 晶體的點陣結構和晶胞

2.2 晶體結構的對稱元素

2.3 晶系、晶族和空間點陣型式

2.3.1 晶系和晶族

2.3.2 晶體的空間點陣型式

2.4 晶體學點群

2.4.1 點群的推引

2.4.2 點群的國際記號和對稱元素的取向

2.4.3 晶體學點群的對稱性和晶體的物理性質

2.5 晶體學空間群

2.5.1 空間群的推引

2.5.2 空間群記號

2.5.3 等效點系、不對稱單位和結構基元

2.5.4 平面群

參考文獻

第3章 晶體的衍射方向和倒易點陣

3.1 X射線的性質

3.2 Laue方程

3.3 Bragg方程

3.4 倒易點陣

3.4.1 倒易點陣的定義

3.4.2 倒易點陣的性質

3.4.3 關於復晶胞的變換

3.5 反射球（Ewald球）

3.6 單晶體衍射數據收集方法

3.6.1 簡介

3.6.2 四圓衍射儀法

3.6.3 面探測器法

參考文獻

第4章 衍射強度和結構因子

4.1 衍射法測定晶體結構的一般步驟

4.2 晶體衍射的一些概念和方法

4.2.1 倒易空間和晶體空間

4.2.2 衍射波的數學表示

4.2.3 晶體空間和倒易空間的傅里葉變換

4.3 晶胞對X射線的散射

4.3.1 電子的散射

4.3.2 原子的散射

4.3.3 晶胞的散射

4.4 晶體的衍射強度

4.4.1 一小粒完美晶體對X射線的衍射

4.4.2 鑲嵌晶體的衍射強度

4.5 影響衍射強度的各種因子

4.5.1 偏極化因子和角速度因子

4.5.2 溫度因子

4.5.3 吸收因子

4.5.4 消光

4.5.5 多重度因子

4.6 衍射強度的修正和還原

4.7 系統消光和空間群的確定

4.8 結構因子

4.8.1 結構因子的含義和表達

4.8.2 結構因子的電子密度函數表達式

4.8.3 單位結構因子

4.8.4 歸一結構因子

參考文獻

第5章 電子密度函數的計算和精修

5.1 電子密度函數表達式

5.1.1 電子密度函數表達式的推引

5.1.2 推引相角的方法

5.2 直接法

5.2.1 歸一結構因子的若干統計規律

5.2.2 結構不變數和結構半不變數

5.2.3 Sayre公式

5.2.4 E圖的應用

5.3 Patterson函數法

5.3.1 Patterson函數

5.3.2 Harker截面

5.3.3 重原子法

5.3.4 分子置換法簡介

5.4 同晶置換法簡介

5.5 反常散射法

5.5.1 手性及絕對構型

5.5.2 反常散射效應

5.5.3 分子絕對構型測定的方法和實例

5.6 晶體結構的精修

5.6.1 電子密度圖的應用

5.6.2 ρo，ρc和ρE

5.6.3 差值電子密度圖

5.6.4 變形電子密度圖(XN圖和XX圖)

參考文獻

第6章 生物大分子晶體衍射

6.1 引言

6.2 生物大分子晶體製備

6.2.1 生物大分子晶體的特性

6.2.2 生物大分子樣品的提取和純化

6.2.3 生物大分子結晶過程的獨特性和影響因素

6.2.4 生物大分子晶體製備的實驗技術

6.2.5 晶體的表徵和獲得合用晶體的方法

6.2.6 重原子衍生物的製備

6.3 生物大分子晶體衍射數據的收集

6.3.1 X射線源和探測器

6.3.2 回擺法收集生物大分子晶體衍射數據

6.3.3 數據處理

6.3.4 反常散射數據的收集

6.3.5 晶體的衰減和晶體的冷凍技術

6.3.6 衍射數據解析度

6.3.7 衍射數據的評估

6.4 相角測定法

6.4.1 同晶型置換法

6.4.2 分子置換法（MR）

6.4.3 多波長反常散射法(MAD)

6.4.4 電子密度調整和相角組合方法改進相角

6.5 電子密度圖的計算

6.5.1 電子密度圖的類型

6.5.2 差值電子密度圖的應用

6.5.3 電子密度圖詮釋

6.5.4 結構模型的搭建

6.6 晶體結構模型的修正

6.6.1 引論

6.6.2 傳統的最小二乘(LS)修正

6.6.3 非最小二乘修正的一些特殊方法

6.6.4 晶體結構測定結果質量的評價和量度

6.6.5 晶體結構模型的表述

第6章附錄

附錄6.1 生物大分子結構相關的資料庫介紹

附錄6.2 關於R因子

參考文獻

第7章 多晶衍射

7.1 多晶X射線衍射方法

7.1.1 照相法

7.1.2 多晶X射線衍射儀的一般原理

7.1.3 測角儀的調整與衍射實驗

7.2 多晶X射線衍射的積分強度

7.3 X射線衍射物相定性分析

7.3.1 物相定性分析的基本原理

7.3.2 標準衍射卡片及其檢索

7.3.3 物相分析：實驗與判斷

7.3.4 數字化的PDF

7.4 X射線衍射物相定量分析

7.4.1 多相體系的強度公式

7.4.2 相定量分析基本方法和原理

7.4.3 物相定量分析實驗方法

7.5 衍射圖的指標化

7.5.1 立方晶系指標化方法：解析法

7.5.2 HesseLipson(赫西利普森)解析法

7.5.3 常見指標化程序原理和方法

7.5.4 指標化結果的判斷

7.6 平均晶粒度的X射線測定

7.6.1 Scherrer方程：物理意義與數學表達

7.6.2 衍射峰分析

7.6.3 β值的確定： Kα雙線分離與儀器因素的處理

7.6.4 Scherrer公式的應用

7.7 多晶X射線衍射結構分析的重要方法--Rietveld法

7.7.1 Rietveld方法的基本原理

7.7.2 Rietveld方法的應用(1)：峰形擬合

7.7.3 Rietveld方法的應用(2)：結構精修、完善與相定量

7.8 中子衍射

7.8.1 中子的基本性質、產生與探測

7.8.2 物質對中子的散射：散射長度

7.8.3 中子衍射晶體結構分析

7.8.4 中子衍射磁結構分析

參考文獻

第8章 晶體結構數據的應用

8.1 晶胞參數的應用

8.2 分子的幾何構型

8.2.1 鍵長和鍵角的計算

8.2.2 分子幾何構型測定實例

8.2.3 鍵長和原子半徑

8.3 分子的構象

8.3.1 構型和構象

8.3.2 構象的表示