译者前言
传统的结构化学是化学专业的一门基础理论课，它是在原子和分子水平上研究物质分子结构与组成的相互关系，阐述物质微观结构与宏观性质的相互关系的基础学科。目前国内《结构化学》专业书较多，内容较系统。然而，结构化学科学研究的飞速发展，为结构化学赋予了许多新颖而重要的内容，提供了丰富和更精确的结构测量，开拓了新的领域。为了适应结构化学学科的发展，结构化学教学内容的更新势在必行。
本书译自俄国Stepan S.Batsanov 教授和俄国Andrei S.Batsanov博士在2012年所著的Introduction to Structural Chemistry（结构化学导论）。原著Introduction to Structural Chemistry增添了近年来结构化学的研究领域和研究内容，如非经典的晶体、高压结晶学、相变的实时研究，具有微妙的粒子大小效应的纳米材料、富勒烯和团簇、范德华分子。
原著概念准确，描述清晰。原著作者在更全面的意义上及更广泛的物理化学背景下描述结构化学，将主要概念和模型的讨论与大量汇编的参考数据和标准定量参数的表格联系在一起，这些数据已根据的实验结果进行了严格的校正， 并在每章末提供了大量的参考文献，这为读者从事科研工作提供了极大的便利。原著更多地描述了实验结构化学新颖的领域和快速发展的领域，如高压晶体化学和气态的范德华分子结构，这些为凝聚态物理提供了独特的信息。尤其是原著作者强调了不同类型的化合物及各种聚集态之间的几何、能量和光学性质之间的许多联系。译者认为从原著的内容和特点来看，本书适于作为高等学校结构化学课程的主要参考书，以及作为科技工作者从事科研工作的重要参考书。
本书由朱小蕾、陆小华和邵景玲翻译。王金剑、王成、董珂珂、王伟、崔文文、顾勇亮、关稳稳、王小亮、杨广丽、周洲、魏松、杨雪雨、王丽等对本书的翻译做了许多有益的工作。
由于译者水平所限，译文难免有疏漏和不当之处，恳请读者指正。
译者
2021年6月
前言
结构化学通常是指分子及晶体的几何结构，即原子的特殊排列和电子结构。我们认为这个定义太狭窄。，没有提及或仅简单地描述液体和无定形固体的结构。第二，在讨论晶体结构的过程中，常常局限于它的理想模型，假设理想的周期性，忽略了缺陷、原子位移和振动，事实上，这些在材料科学中是非常重要的。重要的是，我们不能孤立地考虑物质的几何结构，而要与物质的能量参数、化学反应性及各种物理性质联系在一起考虑。现有的结构化学书是基于聚集态、研究方法（X射线结晶学、电子衍射、磁共振等）和物质类型（无机物、配合物、金属有机化合物和有机物）来划分的，这掩盖了该学科各个部分的本质联系。后，尽管现在我们拥有大量的实验结果，但在目前的许多教科书中，仍然将几十年前粗略的实验数据引用为“标准参数”（键长和原子半径）。
本书的目的是在更全面的意义上及更广泛的物理化学背景下描述结构化学。主要概念和模型的讨论与大量汇编的参考数据和标准定量参数表格联系在一起，这些数据已根据的实验结果进行了严格的校正。显然，如果要系统地涵盖结构化学每个领域的数据，需要数十卷书来汇编，不可能在一本书中罗列出来。因而，在许多书中已详细介绍的晶体对称性理论或简单结构类型在本书中压缩到少。本书更多地描述实验结构化学新颖的领域和快速发展的领域，如高压晶体化学和气态的范德华分子的结构，为凝聚态物理提供了独特的信息。本书特别强调了不同类型的化合物及各种聚集态的几何、能量和光学性质之间的许多联系。这种方法本质上是实验的和半经验的。尽管近年来量子化学理论和计算技术取得了惊人的进步，但结构化学本质上仍然是实验性科学。值得注意的是，在结构化学领域成熟的概念是由路易斯成键电子对到电负性，它起始是半经验的概念，经过相当长的时间后，才被量子力学所证实。
本书包含11章。第1章描述原子的电离势、电子亲和能和原子的有效大小（共价半径、金属半径和离子半径）与它们的电子结构及团簇（如赝原子）的性质之间的联系。第2章概述了化学键概念的发展及各种键型（共价键、离子键、金属键和范德华相互作用），罗列了大量的键能数据。固体中的成键关联到它们的电子性质（带隙）和点阵能（利用波恩麦德隆理论）。本章引入了电负性的概念，并解释了它的各种体系和标度。第3章处理了分子结构，首先简单地概括了实验方法和数据库，然后简单地概括了无机、有机、金属有机分子、团簇和配合物的实验数据。简单解释了分子几何的价电子对互斥理论、团簇的电子数目规则和反位效应的概念。第4章描述了由弱的范德华力到供体受体之间的相互作用、共价键和氢键。本章提供了晶体中范德华作用与气相范德华作用的比较。第5章描述了晶体结构（大部分是无机晶体），并阐述了其变化方式。第6章处理了实际晶体与理想晶体之间的偏差：热运动、热膨胀（包括热收缩）、缺陷、同晶型取代和固溶体的形成。结果表明，在每种情况下，晶体能吸收的应变量是非常相似的，且与Lindemann 的熔化理论吻合较好。第7章描述了无定形固体、熔体、液体溶液和粉末无定形化（颗粒大小消失）的主要结构趋势。第8章概括了纳米粒子的结构、熔点、电离性质、介电渗透性ε（包括巨大的介电渗透性ε和铁电性）。除了第5章和第10章给出的许多具体实例，第9章解释了相变的一般特征。第10章展现了极限条件下，特别是静态和动态高压下的结构化学。第11章解释了光在晶体中折射的基本理论及应用折射计和红外光谱来解释物质的结构和成键模式，特别是测定原子电荷和键的离子性的Szigeti方法。除了第8章和第9章，每章都附有辅助表格，汇编了相关的实验结果，包含作者以前未发表的实验结果。
我们非常感谢英国皇家化学学会（Royal Society of Chemistry， RSC）的Kapitza基金的资助，使得本书的编写得以开始。感谢英国杜伦大学的Judith A. K. Howard教授，本书的完稿得益于Judith A. K. Howard教授的帮助和鼓励。我们也感谢杜伦大学的Kenneth Wade教授、印第安科学文化协会的Dipankar Datta 教授、赫尔辛基大学的Pekka Pyykko教授、斯图加特大学的Laslo von Szentpaly教授对本书的有益评论。后同样重要地需要感谢我们的家人对本书编写所给予的持续和耐心的支持。
Stepan S.Batsanov
Andrei S.Batsanov
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