现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张思远 著

图书标签:

• 化学
• 晶体化学
• 介电理论
• 材料科学
• 凝聚态物理
• 固体物理
• 计算化学
• 理论化学
• 现代化学
• 学术专著

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030153388

版次：1

商品编码：12141968

包装：平装

丛书名： 21世纪科学版化学专著系列

开本：16开

出版时间：2005-05-01

用纸：胶版纸

页数：180

字数：21000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》详细地阐述了介电描述的晶体化学键理论和方法，特别是复杂晶体化学键的介电理论方法，为研究复杂体系的性质开辟了一种新途径。书中利用该理论方法不仅计算了大量复杂晶体的化学键参数，还展示了应用于非线性光学系数，高温超导体化学键分析，晶体环境对晶体功能性质的影响，复杂晶体品格能等性质的计算方法和过程。
　　《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》包括基本概念、理论分析、公式推导、数据结果和应用等几部分内容，同时，书中还为科学研究和实际应用提供了一些有用的数据和规律性内容。
　　《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》可供从事材料科学、理论化学、固体物理和无机化学方面的科研工作者，高等学校教师和研究生参考。

内页插图

目录

前言/序言

　　化学键的概念已经提出了一个多世纪，在化学研究中早已普遍应用这个概念来解释化学研究中的各种现象，并且出版了几部专著。近些年来，随着科学的飞速发展，化学键这个概念不仅被使用在化学领域，也被广泛应用于固体物理、固体合金和材料科学等研究领域，化学键的本质和相关概念已不再只是化学家讨论的课题，也成为物理学家、材料科学家等关心的科学问题。人们从不同角度提出了化学键的定义、模型和定量化方法，为一些物理和化学问题的解释提供了方便。但是，到目前为止，很多模型仍然限于定性的解释，真正用于定量计算的模型和方法，特别是对于复杂的固体材料的处理方法还非常少。
　　20世纪60年代末，Phillips和VanVechten首先提出的介电描述的化学键理论，在定量计算中是比较成功的一个，但是，应用对象只限于ANB8-N型简单晶体。70年代初，Levine又发展了这一理论，并推广到ANB8N型和一些特殊结构的三元晶体，用于固体材料中的很多性质的计算得到了很好的结果，但是这种方法还不能应用于一般的复杂晶体。
　　在科学实践中，我们接触的物质往往是一个复杂体系，对于这样一个体系，我们不仅通过各种实验方法了解它的性质和规律，同时，也要用瑾论方法找出其结构、组成和性质的关系。目前，对于复杂晶体的理论计算还存在很多困难，尚不能很好地进行复杂晶体的性质预测和新材料设计方面的研究。我们在Phillips和VanVechten提出的介电描述的化学键理论的基础上，系统地解决了复杂晶体的分解方案和相应的计算方法，并于1991年发表了复杂晶体化学键理论方法的论文。此后，该理论和方法被我们成功地用于非线性光学系数，电子云扩大效应，高温超导体的性质，穆斯堡尔（Mossbauer）谱的同质异能位移和复杂晶体的晶格能计算等方面的研究，解决了一些用其他理论方法不能研究的课题，得到国际同行认可。十几年来，我和同事及研究生们分别参加了该项课题不同内容的研究工作，完成了有关科研项目和多篇研究生的学位论文，逐步将这个方法发展成为解决复杂晶体性质研究的方法之一。本书内容是这一领域的理论和应用的主要结果的汇总，从简单晶体到复杂晶体，从基本理论到实际应用。其中主要是十余年来我们在复杂晶体方面的理论发展和实际应用，也包括了国外在这一领域的一些主要结果。希望本书内容能为复杂体系的材料设计和性质预测提供一种可能的理论方法。
　　感谢我的同事及研究生们在这一领域做出的创造性贡献，感谢吉林大学徐如人教授（院士）和浙江大学姚克敏教授推荐出版，感谢中国科学院科学出版基金资助和中国科学院长春应用化学研究所稀土化学和物理重点实验室资金资助。
　　由于本人知识水平有限，书中难免存在不妥之处，望大家指正。

好的，这是一份关于《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》的图书简介，内容详实，侧重于其在化学、材料科学和物理学交叉领域的前沿探索： --- 《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》图书简介 聚焦前沿：解析微观世界的宏观响应 本书是“现代化学专著系列”中的重要一卷，它深入探讨了凝聚态物质，特别是复杂晶体结构中，化学键的本质及其宏观电学和介电响应之间的深刻关联。在当代材料科学和固体物理研究中，理解原子尺度的电子结构如何决定材料在电场作用下的宏观性能（如介电常数、极化率、电导率等）是设计新型功能材料的关键。本书正是立足于这一核心挑战，构建了一个系统化且富有洞察力的理论框架。 理论基石：从量子力学到介电函数 本书的理论体系建立在扎实的量子化学和固体物理基础之上。它首先对晶体中化学键的形成和演化进行了精细的描述，超越了简单的离子键或共价键模型，重点关注了多中心键合、轨道杂化以及电子离域化在复杂结构中的复杂表现。 核心章节聚焦于介电理论的构建。作者引入了先进的线性响应理论和密度泛函理论（DFT）计算方法，用于精确计算晶体在不同频率和强度的外部电场下的电子响应。具体而言，本书详细阐述了如何利用密度泛函微扰理论（DFPT）来计算宏观介电函数 $epsilon(omega)$ 的各个分量。这不仅包括了静电场的静态介电常数 $epsilon(0)$，更深入到非线性光学效应和高频介电响应，这些对于理解半导体、铁电体和光电材料至关重要。 一个显著的特色是，本书将“化学键”的局部性质与“介电函数”的全局性质进行了前所未有的耦合。通过定义局域化指标与有效极化张量之间的定量关系，读者可以清晰地看到，键长、键角、以及原子周围的电子云形变如何直接调控材料的宏观介电行为。例如，对于钙钛矿结构或复杂氧化物而言，晶格振动（声子）对电子介电响应的贡献（电子-声子耦合）被精细地量化，为解释铁电相变和巨介电效应提供了坚实的理论工具。 复杂晶体结构的应用剖析 本书的价值不仅体现在理论的深度上，更在于其广泛而深入的应用实例。它将抽象的理论与具体的材料体系紧密结合，展现了介电理论在解决实际工程问题中的强大能力。 1. 铁电体与多铁性材料： 针对当前研究热点——铁电材料，本书详细分析了极化机理。通过介电理论的视角，探讨了域壁运动、缺陷工程对矫顽场和剩余极化的影响。对于多铁性材料（同时具有铁电性和铁磁性），书中构建了电学和磁学耦合的介电响应模型，预测了电场诱导的磁化强度变化，为新型传感器和存储器件的开发指明了方向。 2. 高性能绝缘体与介质材料： 在功率电子和高压电容器领域，对高击穿强度和低损耗介质的需求日益迫切。本书应用电子介电模型，解析了晶界、位错和空位等晶体缺陷对介电性能的“毒化”效应。通过计算缺陷能级和局部电场畸变，指导了材料的纯化和微结构优化策略。 3. 光电转换材料（如太阳能电池）： 在光伏领域，材料的内部电场是驱动电荷分离的关键。本书运用介电响应理论，模拟了界面处的能带弯曲和电荷分离效率。特别关注了有机-无机杂化材料中，由于其高分子特性的引入，介电弛豫行为的复杂性及其对光电效率的制约。 4. 离子导体与固态电解质： 随着固态电池技术的发展，高离子电导率成为核心指标。本书将介电理论扩展至离子动力学领域，解释了离子跳跃机制下的“背景介电屏蔽效应”。通过模拟离子迁移路径上的势垒和介电弛豫时间，为设计高迁移率固态电解质提供了理论指导。 面向未来：计算与实验的桥梁 本书的叙述方式强调了计算化学模拟与精密实验测量的相互验证。它不仅为理论物理学家提供了深入的数学工具，也为实验材料科学家提供了理解复杂实验数据背后的微观机制的视角。书中包含了大量利用先进计算包（如VASP, Quantum ESPRESSO等）生成的实例数据和可视化结果，直观地展示了电子结构如何转化为可测量的宏观介电参数。 《现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用》旨在成为凝聚态化学、材料物理和固态电子学领域研究生、研究人员和资深工程师不可或缺的参考书。它不仅梳理了已有的知识体系，更重要的是，它清晰地指出了当前研究的瓶颈，并为探索下一代功能晶体材料的“电学设计”提供了坚实的理论基石和创新的研究范式。 ---

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期在化学工程领域摸爬滚打的工程师，我深知理论知识与实际工程应用之间的巨大鸿沟。很多时候，我们遇到的复杂问题往往源于对材料微观结构理解的不够透彻。这本书的标题“现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用”立刻引起了我的注意。我一直在寻找能够将抽象的化学键理论与实际工程问题联系起来的工具和方法。特别是“介电理论”这一部分，它可能为我们理解和解决一些诸如材料在电场作用下的形变、电荷存储能力等工程难题提供新的视角。我希望这本书能够提供一些实用的计算模型，甚至是在实际生产中可以借鉴的参数和指导。对于“复杂晶体化学键”，我很好奇作者会如何定义和分析这些复杂的键合情况，是否会涉及一些多组分、非均质的晶体体系。书中关于“应用”的部分更是我最为看重的，希望能看到作者如何将这些深奥的理论转化为具体的材料设计、工艺优化甚至故障诊断的解决方案。如果书中能够包含一些真实工程案例的分析，例如在某些高性能传感器的设计中，或者在某些耐高温绝缘材料的选择上，介电理论是如何发挥作用的，那就非常具有参考价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目“现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用”给我一种既有理论深度又不乏实践价值的感觉。我是一名材料科学家，日常工作中经常需要处理各种晶体材料的设计和性能调控。特别是在开发高性能的电子元件、光学器件以及能源存储材料时，对材料介电性质的深刻理解是必不可少的。标题中的“介电理论”直接点明了本书的核心，而“复杂晶体化学键”则暗示了其研究的范畴将深入到材料微观结构层面，这对于理解和预测宏观性能至关重要。我非常期待书中能详细阐述在不同类型的复杂晶体体系中，化学键的极化、电荷转移以及长程相互作用如何协同作用，最终影响材料的介电响应。理论部分是否能提供一些新颖的计算框架或分析工具，能够处理非理想化的、非对称性的晶体结构，是我比较关注的。同时，“应用”部分则是我最为看重的，希望能看到作者如何将这些复杂的理论知识转化为指导实际材料设计和工艺开发的具体策略。例如，在设计新型高介电常数材料、低损耗介电材料或者具有特殊电学响应的智能材料时，这本书是否能提供一些经过验证的理论依据和工程参考。

评分☆☆☆☆☆

从我的角度来看，这本书的书名“现代化学专著系列：复杂晶体化学键的介电理论及其应用”听起来非常有学术深度，而且“介电理论”这个词让我联想到许多与电学、光学相关的材料特性。我一直对材料的电学性质非常感兴趣，尤其是它们在电场下的表现，比如如何存储电荷、如何响应电信号等。在研究一些功能性晶体材料时，我经常会遇到与介电损耗、击穿电压等相关的参数，这些都离不开对化学键和晶体结构的深入理解。这本书似乎正是要填补这方面的知识空白，深入剖析复杂晶体中化学键的细微变化如何导致宏观介电性能的显著差异。我特别想知道书中是否会提供一些基于量子化学计算的介电理论模型，或者一些晶体动力学模拟的方法，来精确地预测材料的介电行为。对于“复杂晶体”，我猜测可能涵盖了一些具有特殊晶体结构的材料，例如多铁性材料、稀土化合物或者某些金属有机框架材料，这些材料往往具有非同寻常的介电响应。如果书中能提供一些关于如何通过调整化学键的性质来优化材料的介电性能，或者如何在实际应用中巧妙地利用材料的介电特性来实现特定功能的设计指南，那将极具启发性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名确实相当吸引人，尤其是“复杂晶体化学键的介电理论及其应用”这一部分，立刻勾起了我对物质结构深层奥秘的好奇心。我一直对材料科学领域中的微观结构与宏观性质之间的联系深感兴趣，而“介电理论”恰恰是理解许多功能材料（比如压电陶瓷、铁电材料等）工作原理的关键。这本书似乎深入探讨了在复杂晶体体系中，化学键的性质如何受到介电效应的影响，以及这种影响又如何转化为实际的应用。我特别期待书中能够提供一些具体的计算方法或模拟工具，来帮助我们预测和设计具有特定介电性能的新材料。当然，理论的严谨性也是我关注的重点，希望作者能用清晰易懂的语言阐述复杂的概念，并辅以大量的实验数据和案例研究来佐证其理论的有效性。如果书中还能探讨一些前沿的研究方向，例如在纳米尺度下介电理论的修正，或者其在新能源领域的潜在应用（如高性能电容器），那就更完美了。总而言之，这本书给我一种感觉，它可能是一份连接基础理论与前沿应用的桥梁，能够极大地拓宽我对晶体材料理解的深度和广度，是每一个对现代材料科学感兴趣的科研工作者或研究生的必备读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触固态化学研究的研究生，对各种晶体材料的结构与性能之间的关系充满了探索的欲望。这本书的名称，特别是“复杂晶体化学键的介电理论”，听起来非常高深，但也正是我目前最想深入了解的领域。我了解到，材料的介电性能与其内部电荷分布、化学键性质以及晶体结构密切相关，而“复杂晶体”这个词更是暗示了书中会探讨一些非简单的、具有挑战性的材料体系。我非常期待书中能够清晰地解释介电理论的核心概念，例如介电常数、极化机制等等，并且能够深入分析在这些复杂晶体中，化学键的特性（如共价性、离子性、配位模式等）如何影响其宏观的介电响应。我希望作者能够提供一些可视化的模型或者图解，帮助我理解这些抽象的概念。此外，“应用”部分也是我非常看重的内容，我希望了解这些理论是如何被用来解释现有材料的性能，或者指导新材料的发现和设计。例如，在一些先进的电子陶瓷、半导体材料或者光学材料中，介电理论是否扮演着至关重要的角色？如果书中能够包含一些关于实验测量介电性能的方法，或者如何将理论计算结果与实验数据进行对比的例子，那将对我个人的科研工作有极大的帮助。