X射线结构分析

《X射线结构分析》为苏联学者A.H.季达依哥罗茨基（А.И.Китайгородский）所著《Рентгеноструктурный анализ》（国家技术出版社1950年版）的中译本，由龚尧圭等译，科学出版社1958年12月第一版第一次印刷，科学出版社上海印刷厂印刷，新华书店总经售，书号1494，开本850×1168 1/32，印张20 1/4，插页2，字数550,000，定价精装本4.20元、平装本3.70元，精装印数0001—1,231，平装印数0001—1,893。内容提要说，本书全面叙述X射线结构分析底过程，全书共分八章，以单晶体的分析方法作为重点；前三章以适当的深度和广度，系统地介绍了X射线分析所必需的基础知识：晶体学基础，X射线底发生方法和性质及其与物质的相互作用，X射线在晶体中的衍射现象等；第四、第五和第六章是本书的主要部分：第四章叙述以单晶体为分析对象的实验方法，第五、第六章讨论不计及衍射强度的与计及衍射强度的结构分析，其中特别提到了苏联学者在这方面的卓越成就，也批判了西方学者底某些不正确的方法；第八章论述多晶体物质与无定型物质底结构分析，最后一章举出了结构分析底一些实例；本书可供物理系和化学系教师、高年级学生和科学工作者之用。这一提要既交代了全书结构与重点，也点明了本书的教材定位与学术取向。

卷首作者序言对X射线结构分析的发展状况、本书的编写宗旨与学科基础作了系统说明。序言指出，在一段比较不长的时间里，X射线结构分析在物理学、化学、生物学、技术科学各方面的应用已经成为和用显微镜一样普通的事了；假如没有根据X射线衍射花样底观测而得来的数据，我们就不可能获知关于晶体由分子、分子由原子、多晶体由微晶、聚合物由分子而构成的情况。序言还述及，在X射线结构分析问世底最初20—25年中，它的应用还只限制于若干比较简单的情形；但最近10年来，它已经发展成为一些有力的研究方法，使我们能够将包含好几十个原子的分子作为研究对象，在蛋白质分子结构底研究方面成功地接近了一步，多晶物质底研究方法也有了改进。序言特别强调，在若干情形中，对于无定形的和多晶的物质，要决定其原子底相互配列情况是可能的；但是要研究分子与晶体中原子的结构底规律性，主要的对象还是单晶；多晶物质所供给的实验资料要少得多，在原理上，根据它所作的进一步工作是特别简单的，但是这时候只有在很少的情形中能够完成任务。因此，X射线结构分析底重点是单晶底研究。序言还说明，在绝大多数情形中，多晶体底X射线分析并不是用来决定物质底原子的结构，通常在进行物质底相分析、研究样品底织构以及精确地测定合金底点阵常数时才用到多晶体。这些论述为读者理解全书以单晶分析为重点的编排提供了依据。

序言进一步交代本书的学科基础与内容安排。作者指出，X射线结构分析底基础是物理学底三个大部门：晶体学、X射线物理学及波底衍射理论；这三个辅助的课题将在本书中叙述到，但所提出的任务仅仅是叙述X射线结构分析工作者对于实际工作所必需的最低知识；叙述X射线物理学的一章是用一种完全概要的形式来写的，带有快速备查的特征；晶体学当然也不是X射线结构分析教程底一部分，书中仅仅详细地叙述了空间点阵底对称性底理论问题，这些问题在现有晶体学教程中讲得很少或者完全没有讲到；其余的晶体学问题只讲到研究X射线结构分析时所需要的程度为限。序言还说明，本书主要内容——X射线结构分析过程底叙述——是其余的五章；在写这材料时，作者没有遵照任何的蓝本；从本书出版时算起，相类似的书面世在10年以前，而在这段时间里，叙述底论题已经有了根本的改变；在国外也没有出版过值得向苏联读者推荐的书籍。序言特别指出，在苏联与国外，X射线结构分析发展的途径是截然不同的；晶体内质点底密堆积这一有成效的观念被苏联学者们所发展，而在苏联所进行的物质结构底X射线研究上留下了成绩；正因为如此，在去年苏联的工作者们曾经三次否定了看来是西方的学者们所发现的结構。序言最后说明，本书并不打算将X射线结构分析所有附属于它的的问题以及应用它所得出的结果底全部范围都包括在内；在这里所叙述的只是这方法底理论；将来还打算写两册书出版，其中一册应该是关于实验技术和仪器构造的，而另一册必须包括关于一些结果所展开的讨论，这些结果是当将X射线结构分析应用于许多领域时所得到的；书中应该有如下的几部分：无机物质底X射线分析法、有机物质底X射线分析法、金属底X射线分析法、聚合物底X射线分析法。序言还表达了对苏联X射线晶体学派学者阿·维·加多林、叶·斯·费道罗夫、尤·维·乌耳夫底劳绩的继承感，并说明本书不仅是作者自己经验底成果，也是全体苏联X射线晶体学家们集体友好合作而得来的经验底成果。这些说明既交代了本书的学术渊源与编写取向，也反映了1950年代苏联X射线晶体学在教学与研究上的自信与特色。

据目录，全书共八章。第一章“物质结构分析底晶体学基础”，下分空间点阵理论初步（空间点阵底描述、空间底线变换、对称变换、点群或共群点集、晶系、平移群、描述六角系与三角系晶体时的几点注意、空间群等）、几何晶体学初步（晶体学底实验定律、晶体底外观与平面式、晶体体的投影法、乌耳夫网、用测角计的晶体研究、根据测角计的测量结果所作的进一步的工作、费道罗夫底工作及晶体化学分析）；第二章“X射线底产生及其与物质的相互作用”，下分X射线管、X射线谱、X射线与物质相互作用底一般绘景、衰减（吸收）系数、X射线底照相效应与相对照片的黑度测量X射线强度的方法、X射线底电离效应及强度测量底电离法；第三章“X射线在晶体中的衍射”，下分X射线被晶体所衍射后的方向、电子所引起的X射线散射、原子因数、结构因数、“小”晶体对于X射线的散射、吸收底计算、消光（次级）底计算、热振动底影响、热漫射底最大值、单晶底X射线照相法及照相底计算法；第四章“单晶底X射线照相法及照相底计算法”，下分劳厄法、周转晶体法与振动晶体法、实验时的注意、根据振动晶体照相与周转晶体照相精确决定恒同距离的方法、用圆筒形软片的X射线测角计、用平的软片的X射线测角计、X射线摄谱仪；第五章“不计及衍射强度的结构分析”，下分密堆积理论、晶胞大小与对称性底决定以及由此可以推出的结论、几何分析；第六章“计及衍射强度的结构分析”，下分各种可能的结构模型与实验的比较、电子密度级数法、计算二维傅里叶级数的技术、二维电子密度级数底对称性、F级数准确度及其应用底可能性、电子密度级数底误差、原子间矢量级数——F²级数、F²级数底投影底分析、根据F观测与F计算接近至最高程度的概念修正结果的方法、根据关于Fkl2数值的已知资料决定其正负号、结构分析中计算底自动化；第七章“多晶物质底研究”，下分研究底实质与目的、研究多晶物质的一般方法、物相分析、聚焦照相法、织构底研究、根据X射线照相决定晶粒大小、应力测定、决定晶体中物质密度底径向分布情况、气体液体及无定形物质底结构分析、研究具有无序素的与具有超结构的点阵结构、纤维类物质结构底研究；第八章“X射线晶体结构分析举例”，下分根据粉末照相研究结构（立方系晶体Zn(CN)₂）、决定氯化甲基汞CH₃HgCl与氯化乙基汞C₂H₅HgCl底结构、根据密堆积理论研究碳化硅底结构、碳化硼结构底研究、用几何方法对有机化合物进行的定量结构分析（2,6-二苯基萘）、用F²级数法研究C₂H₂HgClBr底结构、“球状”蛋白质底晶体结构。书末附人名对照表、名词对照表。这一结构从晶体学基础与X射线物理学入手，进而系统讨论单晶X射线照相法、不计及与计及衍射强度的结构分析、多晶物质研究及具体结构分析实例，兼顾理论、实验方法与实例应用，体现了本书作为大学教材与工作参考书的双重定位。

正文第一章“物质结构分析底晶体学基础”开篇即指出，晶体研究的基础是建立下面的根本肯定：物质在晶体中的分布情况可以用三维空间的周期函数来表示。书中以墙纸图案为例说明二维点阵，进而说明晶体是一个空间点阵，其中不能由重复得来的要素——“晶体底原子”是一个平行六面体，这六面体是由平移矢量a、b、c所构成的；一般地说，a、b、c有无数种取法；这个平行六面体称为晶胞，矢量a、b、c称为初基矢量组或初基平移组，它们的长度a、b、c称为点阵底重复距离或恒同距离；阵点可以用以初基矢量组为轴的坐标系来描绘。书中还详细讨论点阵直线、点阵平面族底指标、倒易矢量等，并给出阵点矢径公式R_mnp=ma+nb+pc、点阵直线指标[mnp]、点阵平面指标(hkl)、倒易矢量ξ_hkl=ha*+kb*+lc*及平面间距d_hkl=1/ξ_hkl等基本关系。这些内容为后续X射线衍射方向、结构因数、电子密度级数等讨论提供了晶体学语言与数学工具。

本书出版于1958年，是新中国初期翻译引进苏联X射线晶体学教材的重要成果。全书以单晶分析为重点，系统叙述X射线结构分析全过程，前三章介绍晶体学基础、X射线物理及衍射理论，第四至六章讨论单晶实验方法、不计及与计及衍射强度的结构分析，第七、八章论述多晶物质与无定形物质结构分析及具体实例，书末附人名对照表、名词对照表，可供物理系、化学系教师、高年级学生和科学工作者参考，也可供从事X射线晶体学、材料科学及结构化学研究的读者参考。本次仅见前20页，后续内容待补。