International Tables for Crystallography

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出版者:
作者:Hahn, Theo 编
出品人:
页数:176
译者:
出版时间:2005-6
价格:221.00元
装帧:
isbn号码:9780470689110
丛书系列:
图书标签:
  • 晶体
  • 凝聚态物理
  • 晶体学
  • X射线衍射
  • 结构分析
  • 国际晶体学表
  • 物理学
  • 化学
  • 材料科学
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  • 参考书
  • 科学工具书
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具体描述

The Brief Teaching Edition of International Tables for Crystallography Volume A is a handy and inexpensive tool for researchers and students wishing to familiarize themselves with the use of the space-group tables in Volume A. This condensed, inexpensive version of Volume A consists of: (i) complete descriptions of the 17 plane groups, useful for the teaching of symmetry; (ii) 24 selected space-group examples, of varying complexity and distributed over all seven crystal systems; (iii) those basic text sections of Volume A that are necessary for the understanding and handling of space groups. This volume is designed for use in classroom teaching, and also serves as a useful laboratory handbook because the 24 examples include most of the frequently occurring space groups, for both organic and inorganic crystals.

结构生物学与晶体学导论 内容提要: 本书旨在为初学者和希望深入理解晶体学核心概念的研究人员提供一个全面而深入的指南。它系统地涵盖了晶体学基础理论、X射线衍射的物理原理、晶体结构解析的实际步骤,以及现代结构生物学中的应用。重点关注从基础的晶体几何到复杂生物大分子结构的解析过程,旨在构建坚实的理论基础和实用的技术视野。 第一部分:晶体学的基本原理 晶体学是研究固体物质内部原子排列规律的学科,其核心在于晶体的周期性和对称性。本部分首先介绍了晶体与非晶态物质的区别,并详细阐述了晶体的七大晶系和十四种布拉维点阵。我们深入探讨了点群和空间群的概念,解释了如何使用国际符号系统来精确描述物质的内部对称操作(如旋转轴、反演中心、滑移面和螺旋轴)。理解这些基础的几何对称性是后续衍射理论和结构解析的关键。 随后,本书引入了晶体学中的倒易空间概念。我们详细解释了倒易点阵(Reciprocal Lattice)的构造,阐明了为什么倒易空间比实空间更容易描述衍射现象。核心内容包括米勒指数(Miller Indices)的确定及其与晶向和晶面的关系。 第二部分:X射线衍射物理 本部分是理解如何“看清”原子排列的关键。我们首先回顾了X射线的产生、性质以及与物质的相互作用机制。核心理论围绕布拉格定律(Bragg's Law)展开,详细推导了 $nlambda = 2d sin heta$ 的物理意义,并讨论了衍射角与晶面间距之间的精确关系。 随后,我们进入到更深层次的物理描述——结构因子(Structure Factor, $F_{hkl}$)。结构因子是连接实验观测到的衍射强度与晶体中原子位置的数学桥梁。本书详细解析了结构因子的复数性质,包括其振幅(与衍射强度平方相关)和相位信息。我们剖析了晶体结构中不同原子类型、占有率以及热振动对结构因子的修正影响。 对于晶体衍射实验中常见的消光现象(Extinction)和洛伦兹因子(Lorentz Factor),本书提供了详细的讨论,解释了它们如何影响原始衍射数据的校正,从而保证后续结构解析的准确性。 第三部分:晶体结构解析技术 结构解析是将实验数据(衍射强度)转化为三维电子密度图并最终确定原子坐标的过程。本部分系统地介绍了从样品制备到结构精修的完整流程。 1. 单晶生长与数据采集: 详细介绍了高质量单晶生长的挑战与策略,特别是对于蛋白质等生物大分子。我们讨论了衍射仪器的原理,包括同步辐射光源(Synchrotron)的优势,以及如何选择合适的波长和采集策略(如$omega$扫描)。 2. 相位问题(The Phase Problem): 阐明了结构解析中最核心的挑战——我们只能直接测量衍射强度(振幅的平方),而丢失了结构因子的相位信息。本书深入探讨了解决相位问题的各种方法: 直接法(Direct Methods): 适用于小分子晶体,基于统计关系估计相位。 重原子法(Heavy Atom Methods): 包括分子替代法(Molecular Replacement, MR)和异原子替代法(Isomorphous Replacement, SIR/MIR),重点讲解了如何利用已知的结构片段或引入的重原子来定位相位。 3. 电子密度图的计算与模型拟合: 一旦相位被确定,我们便可以进行傅里叶反变换,得到电子密度图。本书详细介绍了如何解析这些密度图,包括识别原子类型、链的走向和局部几何形状。 4. 结构精修(Refinement): 结构解析并非终点。精修过程旨在最小化观测数据与计算模型之间的差异(通常通过最小化 $R$ 因子)。我们讨论了最小二乘法在精修中的应用,以及如何处理原子各向异性热振动、水分子和配体分子的定位。最后,本书强调了评估结构质量的标准,如 $R_{free}$ 和几何质量检验。 第四部分:结构生物学中的晶体学应用 本部分将前述的基础理论应用于复杂的生物大分子研究,特别是蛋白质和核酸的结构解析。 我们重点讨论了蛋白质晶体学的特殊挑战,例如晶体的脆弱性、高水含量以及分子柔性。详细介绍了如何优化蛋白质结晶条件,以及在数据采集过程中需要注意的低温保护技术。 此外,本书还探讨了时间分辨晶体学(Time-Resolved Crystallography)的前沿技术,它允许研究人员捕捉生化反应过程中的瞬态结构状态。 本书的最终目标是培养读者批判性地分析和解释晶体学结果的能力,使他们能够独立设计实验并解决复杂的结构生物学问题。全书内容严谨,逻辑清晰,图示丰富,是结构生物学研究人员的必备参考书。

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读后感

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用户评价

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我可以毫不夸张地说,《International Tables for Crystallography》是我学术生涯中最重要的“枕边书”之一。即便在我已经具备了一定的晶体学知识后,每当我遇到一个全新的、未知的晶体结构,或是需要验证一些非常规的晶体学参数时,我依然会毫不犹豫地翻开它。它所包含的庞大信息量,以及其数据的权威性和可靠性,是任何其他文献都无法替代的。我记得有一次,我们在分析一个高度对称的晶体样品,需要确定其精确的空间群。经过初步的衍射数据分析,我们得到几个备选的空间群。这时,《International Tables for Crystallography》就派上了用场。书中详细列出了每一个空间群的对称操作、晶体学参数的约束条件,以及如何根据衍射数据来排除不可能的空间群。这本书就像一位经验丰富的老教授,耐心地教导着我们如何去思考,如何去分析,如何去得出最精确的结论。

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我记得在我刚开始学习结构生物学的时候,对蛋白质晶体结构的解析感到非常迷茫。那些复杂的蛋白质分子,如何在晶体中排列,如何通过X射线衍射来确定其三维结构,对我来说都是一个巨大的挑战。这时,《International Tables for Crystallography》中的相关章节,尤其是关于分子晶体和生物大分子晶体学的内容,为我提供了重要的启示。书中关于衍射理论、重原子标记法、直接法等解析方法的介绍,以及对各种衍射数据处理流程的详细阐述,帮助我逐步理解了蛋白质晶体结构解析的全过程。这本书就像一座灯塔,指引着我在结构生物学研究的海洋中,克服重重困难,不断前行。

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我不得不说,这本书的存在,就像给无数研究者点亮了一盏明灯,尤其是在我们面对那些复杂、不规则的晶体结构时。我曾花费数周时间去解析一个新合成的化合物的晶体结构,初期实验数据给出的信息模糊不清,让我一度陷入瓶颈。那时,我将希望寄托于《International Tables for Crystallography》。我记得翻到关于特定晶体系的描述,里面详细列出了各种可能的空间群及其对应的对称操作。通过仔细比对实验衍射图谱的特征和理论预测,结合书中的表格数据,我竟然逐步锁定了几种最有可能的空间群。那种拨云见日的感觉,至今仍让我记忆犹新。这本书提供的严谨性和系统性,是任何在线数据库或单篇论文都无法比拟的。它就像一本百科全书,囊括了晶体学研究中最核心、最基础的知识,是每一个认真对待晶体学研究的人案头必备的参考。

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作为一名长期从事矿物学研究的学者,我深切体会到《International Tables for Crystallography》在矿物晶体结构解析中的关键作用。我们经常需要面对各种天然矿物的复杂晶体结构,而这些结构往往具有高度的对称性,并且可能存在复杂的原子取代。这时,《International Tables for Crystallography》就成为了我们必不可少的工具。书中关于不同晶系、空间群的详细分类和描述,以及各种对称操作的清晰展示,帮助我们准确地确定矿物的晶体类型和空间群。我记得有一次,我们在研究一种新发现的含水矿物,其衍射数据非常难以解析。经过反复查阅《International Tables for Crystallography》,并结合书中的相关表格和图示,我们终于成功地确定了其空间群和原子在晶格中的位置,最终揭示了其独特的结构特征。

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在我看来,《International Tables for Crystallography》不仅仅是一本工具书,它更是一部晶体学发展史的缩影。它记录了无数科学家在晶体学领域辛勤耕耘的成果,凝聚了人类对物质微观世界不断探索的智慧。每一次翻阅它,我都能感受到一种深深的敬畏之情。书中提供的最新数据和方法,不断地推动着晶体学研究的边界。我记得有一次,我们在研究一种具有特殊磁性的晶体材料,需要精确了解其磁畴结构。查阅了《International Tables for Crystallography》中关于磁性晶体学的部分,我才了解到,原来晶体学的方法不仅可以用于确定原子位置,还可以用于研究更复杂的磁性有序结构。这本书的重要性,体现在它不仅为我们提供了解决当前问题的工具,更为我们打开了探索未知领域的新视野。

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对于那些从事晶体工程或者材料设计的研究人员来说,《International Tables for Crystallography》简直就是一份“设计蓝图”。它不仅提供了现有晶体结构的数据库,更重要的是,它揭示了晶体结构与性能之间的深刻联系。我曾经在研究一种新型催化剂时,对其中金属原子在晶体中的配位环境非常感兴趣。我查阅了《International Tables for Crystallography》中关于配位几何和对称性的章节,结合我们样品的衍射数据,对金属原子的周围环境进行了详细的推断。这本书帮助我理解了,为什么某种配位方式会更容易形成特定的晶体结构,而这种结构又会如何影响催化活性。它提供的不仅仅是数据,更是理解和预测晶体行为的理论框架,是推动材料科学向前发展的重要力量。

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作为一个在材料科学领域摸爬滚打多年的老兵,提及《International Tables for Crystallography》,我的脑海里immediately浮现出无数个夜晚,在实验室微弱的灯光下,或是回到家中,伴着一杯热茶,翻阅这套浩瀚如烟的巨著。它绝非一本轻松的读物,更像是一座巍峨的山峰,等待着攀登者去征服,去领悟其间蕴含的深邃奥秘。我记得第一次接触它,是在研究生时期,老师布置了一项关于晶体结构解析的任务,要求我们使用其中的数据来验证我们的计算结果。当时的我,对晶体学尚属门外汉,面对这厚重的几卷本,感觉像是打开了一个全新的宇宙,里面充斥着我从未见过的符号、表格和公式。那些关于空间群、衍射指标、原子坐标的描述,起初都像天书一般,但随着研究的深入,我逐渐发现了它无与伦比的价值。它不仅仅是数据的堆砌,更是晶体学知识体系的基石,是理解物质微观世界不可或缺的指南。

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在我刚开始接触X射线衍射分析的时候,对各种衍射峰的归属感到非常困惑。那些密密麻麻的hkl指标,对我来说就像是一串串毫无意义的数字。直到我翻阅《International Tables for Crystallography》,才真正理解了它们背后的物理意义。书中关于衍射理论、晶面指数的讲解,配合丰富的图示,让我茅塞顿开。我记得尤其对布拉格方程的推导以及其在晶体结构解析中的应用印象深刻。书中通过大量的表格,列出了不同晶系下,特定晶面族对应的衍射强度和角度范围,这极大地简化了我寻找和确认衍射峰的过程。它提供了一种系统性的方法论,让我能够一步步地从宏观的衍射数据,推导出微观的晶体结构信息。这本书不仅仅是数据的集合,更是方法论的宝库,指引着我们如何去解读物质的语言。

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作为一名有机化学家,我对《International Tables for Crystallography》的理解可能和物理学家或材料科学家有所不同。对我而言,它更多地是理解分子在晶体中如何堆积,以及这种堆积方式如何影响其宏观性质的重要工具。我记得有一次,我们在研究一个系列的新型有机功能材料,它们的电学和光学性质表现出显著的差异。我们怀疑这种差异与分子在晶体中的排列方式有关。于是,我们查阅了《International Tables for Crystallography》,特别是关于有机小分子晶体的一些章节。通过书中提供的对称元素、分子取向等信息,我们能够更清晰地描绘出不同分子在晶体中的空间构型。这本书帮助我们建立起从分子结构到晶体结构,再到宏观性质的联系,为我们后续的设计和优化提供了重要的理论指导。

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当我第一次接触《International Tables for Crystallography》时,我是一个完全的初学者,连最基本的晶体学概念都模糊不清。我对那些密密麻麻的表格和图表感到畏惧,甚至一度想放弃。但是,随着时间的推移,我发现这本书不仅仅是提供数据,它还以一种非常系统的方式,阐述了晶体学研究的基本原理和方法。我记得尤其对其中关于对称性的讲解印象深刻。书中通过直观的图示和详细的文字描述,让我理解了旋转轴、对称面、反演中心等概念。这些概念是理解晶体结构的基础,也是解析晶体学数据的关键。这本书就像一位循循善诱的老师,一步步地引导我进入晶体学的殿堂,让我从一个门外汉,逐渐成长为一名能够独立进行晶体学研究的研究者。

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