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国际标准编号:2053-2733

X射线晶体学格雷戈里·吉洛米。大学科学图书,2015年。第500页。价格(精装)88.00美元。国际标准图书编号978-1-891389-77-1.

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洛林大学,CRM2,UMR 7036,Vandoeuvre les Nancy,F-54506,法国,和b条CNRS,CRM2,UMR 7036,Vandouvre-les-Nancy,F-54506,法国
*通信电子邮件:massimo.nespolo@crm2.uhp-nancey.fr

关键词: 书评;X射线晶体学.

X射线晶体学是一本宽翼展的教科书(也可作为电子书获得),由三部分组成,涵盖基本对称概念、X射线衍射和结构解精炼方法。它清楚地描述了一个基本上具有化学背景的公众,并以清晰的说教风格撰写。因为即使在相当大的文本(500页)中也无法处理所有内容,所以我们做出了一个明智的选择,即不重复已有的内容随意在无数的书中。相反,内容集中于那些经常缺席或以过于专业的方式呈现给目标受众的主题。其结果是一本令人愉快且易于阅读的最新教科书,它确实满足了一个明确的需求。每一章都提出了一个主题,在完整性和综合性之间进行了很好的折衷,并辅以一系列练习(出版商提供了解决方案)。不幸的是,下面讨论的一些但很重要的错误给原本优秀的文本蒙上了阴影。选择不包括度量张量值得批评:一些长公式显示为双工机器如果没有度量张量已使用。

第一部分,对称和空间组(139页),分为12章,目的是提供一个强大的,尽管必要的限制,点和空间群理论的背景知识,特别强调化学家在日常工作中需要掌握的方面(作者实际上给我发送了这一节的前一个版本,以获得我的批判性意见,我的许多(尽管不是全部)评论显然被认为足够有用,可以在文本付印之前对其进行修改)。在简短但可观的历史介绍之后(第1章),点对称性和点群在两章中介绍,剩下的是平面群和空间群。人们可以特别欣赏对称元素几何元素这在很多文本中都被忽略了,但在这里有明确的解释。因此,更令人惊讶的是,人们很难理解某些术语的自由性和不精确性。不必要的新词“travel”对称运算'已引入以指示固定无点操作(包括固有平移分量的操作)。术语“镜像”,用于对称元素而操作(而不是“反射”)是对语言的滥用,本可以也应该避免。两者之间的差异反转点对称中心,被错误地视为同义词,应该得到解释。人们可能还想知道为什么正交投影而不是标准的赤平投影被用作图形工具来解释点对称性操作(第19页ff(关闭)); 为什么是发电机操作)被称为“特征对称”元素'(第29页);为什么循环群不是这样命名的(第30页)。尽管存在这些缺陷,但该教材的教学内容比其他许多教科书更加严格。

周期性是第四章的主题,其中格和晶胞介绍了。第5章描述了旅行(碳化硅)对称操作,其中第60页脚注5中出现重大滑移e(电子)滑翔被定义为两次滑翔飞机相互垂直:对称运算对称元素是出乎意料和令人惊讶的。第6章和第7章分别介绍了二维和三维晶格。在较低的晶体族中,通过将相应的晶胞参数保留为“任意”,而不是将其赋值为“不同于”,这一典型错误影响了许多其他教科书,正确地表明了对称性缺乏限制。第8章以图形化和直观的方式介绍了平面群,没有使用矩阵:下面关于空间群的章节也是如此。尽管图画和类比是强有力的教学工具,但通过这种方式获得的东西是有明确限制的;这里完全没有任何基质处理是一个明显的缺点。

第9章的标题是“同等地位”,讨论了一般和特殊威科夫地位,但实际上是从以下方面的详细描述开始的手性以及惯用手,这是化学中最重要的概念。不幸的是,这并不能避免在接下来的章节中出现严重错误,因为在这些章节中,结构的手性性质和它的手性性质之间存在混淆空间组发生。手性基团是指那些构成11个对映体对的基团(在第135页中提到,但没有命名),而不是65种仅包含第一类操作的空间群,它们被称为Sohncke集团。[这一问题在Nespolo(2015)中得到了解决【Nespolo,M.(2015年c),《水晶科技研究》,第50期,第362-371页。】),但显然没有多大效果。]

第一节以关于空间群的三章结束,在这三章中,读者将通过几个一般(抽象)和具体(分子)示例逐步理解空间群图,但没有任何实际计算。

第2节,X射线和衍射(152页),共有15章,总的来说,这是我最近读到的关于这个主题的最有效的演讲之一,避免了克隆旧东西的典型陷阱。在简要介绍了X射线的产生(第13章)之后,读者将通过测角仪、(现代)探测器和数据处理,踏上一段简短而有效的旅程,登上数据简化之岛,其中给出了从测量强度中获取可利用数据的具体方向(以及必要修正背后的物理原因)。在这一点上,人们会期望得到关于米勒指数根据前面的章节;但文本没有涵盖形态方面,因此米勒指数仍然未知,因此作者有义务参考第21章(我们仍在第14章中)。“晶格缺陷”的拙劣表达(第173页)表明了实际情况结构的缺陷与一些惯用的实验室术语相呼应。

接下来的四章介绍了电子、原子和原子阵列的X射线衍射。数学细节保持在最低限度,但演示内容清晰详细。共振散射紧接着引入瑞利散射,使其成为简单描述的自然延伸,而不是“异常”现象。劳厄方程介绍了通过衍射锥(a la Buerger先生),这自然会导致互易空间和晶格。四个反射指数(读取劳厄指数)因为三角晶体和六角晶体仅限于第222页的脚注中,这是不够的,也不能令人满意。令人信服的演示需要使用Bravais–Miller指数,但如前所述,这本教科书中没有涉及形态学。

第21章介绍布拉格定律和d日间距,以及此处米勒指数最后出现了,不可避免地提到了晶格平面、晶面和面间距的概念。虽然只有六页半的篇幅,尽管作者已经表现出了在很短的篇幅内集中大量概念的天赋,但读者仍然屏息以待。需要注意的是不正确的陈述(第230页),根据该陈述米勒指数因为晶面总是减少到最低值,因为这对于中心单元中的晶格平面来说是不正确的(Nespolo,2015b条【Nespolo,M.(2015年a),《水晶科技研究》,第50期,第413页。】); 这同样适用于水晶脸,它是家庭的最后一个平面。还要注意的是,反射(劳厄)指数使用括号:这种用法实际上应限于米勒指数,表示晶格平面族。

第22章讨论了极限球(埃瓦尔德球体而是归入附录C)、决议和索引。使用度量张量会澄清漫长而神秘的1公式的起源/d日除了这些有疑问的选择外,本章内容清晰、简明且易于理解。有人可能会注意到,分辨率仅在σngstroms中定义,而互补定义Δ−1,与该地区直接相关互易空间探索并走向衰败原子散射因子,是实验主义者常用的:在实际的教科书中,读者可能会注意到这些细节。关于结构因素的下一章自然而然地展开,并辅以Argand图的介绍,稍后将使用。它为关于劳厄类以及与对称相关的数据,强调数据合并的意义。

第25章,“中心对称和手性',对观众中的化学家来说至关重要,但不幸的是,这两个方面的混淆阻碍了手性结构和手性个组中的个。例如,声明(第266页)指出,在“65个极性空间群”中,有两个“手性”群,如P(P)1,和“非关键”组,如下午,没有意义。首先,极性组(至少包含一个极性方向)的数量是68,而不是65(后者是Sohncke集团,此处错误地称为“手性”)。其次,两者都不是P(P)1个也不是下午是手性基团(它们不属于11对对映体基团)。如果读者在这场术语风暴中幸存下来,他们就会降落在一个快乐的小岛上,一队微笑着的绝对构型和绝对结构的团队向他们致意。遗憾的是,当错误发生时绝对结构是由结构求解软件提取的,用户需要反转它,在某些情况下,解决方案只是描述为“更复杂”。在这里(但后来也是如此),使用标准化器会带来必要的启示,但不幸的是,即使在今天,这个基本主题也被认为过于专业化。

第26章介绍反射条件一开始就有一个滑动,以非本原单元为中心的平移被认为是“涉及平移分量的操作”,而平移分量不是所选单元的格向量单位单元格”。很明显,定心向量肯定是晶格向量,尽管不是基础矢量。直观的描述积分反射条件对于这个领域的新人来说,这肯定是相当模糊的;更令人信服的是,以下描述是破坏性干扰的结果。分析推导通过这个结构系数是经典的东西,但当涉及到区域和系列条件时,描述会受到不正确使用米勒指数(图26.4),其中具有互质和非互质指数(如(001)和(002))的同一族的平面共存,就像它们属于不同的晶格平面族一样。本节以关于空间群确定的一章结束消光符号和强度分布。

最后一部分,求解和细化晶体结构(157页),包括15章,内容涉及从傅里叶理论到求解方法(试错法,电荷翻转,Patterson重原子蛋白质结构,直接方法,模拟电子密度),至精炼战略和孪生,最后是粉末X射线衍射、电子和中子衍射章节。将近100页的篇幅都是关于方法的,还有两整章是关于直接方法:除了专业文本外,这个基本主题通常没有足够的篇幅,而在这里,我们得到了一个清晰的画面,尽管没有所有可能会让目标受众感到有些害怕的细节。关于多极的几句话精炼而最大熵方法应该在这里占据一席之地。读者将特别喜欢第40章(“错误和陷阱”),其中讨论了文献中的几个错误结构报告案例。我忍不住指出第428页上的一个错误,其中格子是建立在超级电池称为超级的晶格而不是附属的晶格:基于更大的单元,晶格失去平移,因此平移组是子组原始晶格的;它显然不可能是超级的格子!另一个奇怪的错误发生在专门讨论直接法其中选择了一维示例(第361页),但使用 米勒指数(尽管有两个是零的):如果空间是一维的,那么它的倒数显然也是一维的。的描述孪晶这里和那里都不精确,混淆了对偶定律双操作以及非晶体学旋转的使用,这是由倒易晶格的取向错误引起的(在孪晶倾角或不适合,但双操作是晶体学的)(Nespolo,2015c(c)【Nespolo,M.(2015b),《应用结晶》第48期,1290-1298页。】). 一个明显的误解发生在鸟氨酸-5′-单磷酸脱氢酶双胞胎的例子中空间组 C类21”。在一个b条-独特的单斜构造,C类21C类2:a段C类-中心向量添加到P(P)21生成两个轴。原始文章中没有提到这一点(Wittmann&Rudolph,2007)【Wittmann,J.G.和Rudolph,M.G.(2007),《晶体学报》D63,744-749。】),其中孪晶P(P)21晶体模拟C类2221提出了对称性。除了这些错误,这一节写得很好,特别强调了蛋白质结晶学中常用的方法(SIR、MIR、SIRAS、MAD)是一个有价值的方面,这在针对化学家读者的教科书中并不常见。然而,人们可以再次对缺乏规范化者感到遗憾,这在第338页的例子中以及在关于试错方法的讨论中会有很大帮助。

一组六个简短的附录(矢量和复数教程埃瓦尔德球体,原子散射因子的解析推导Patterson函数,以及课堂上的衍射演示),然后是一份(太短了)参考书目和一份详细的索引。

文本中出现了一些印刷错误。勘误表可从出版商处获得(https://www.uscibooks.com网站)这就纠正了大部分问题。除此之外,还应注意滑翔面的图形符号(图5.5)中的点,这些点太大了;第6章中出现了周期性和维数之间的混淆,其中三维双周期结构被描述为二维结构(第67页);以及对于三角和六方晶体系统中的第二和第三位置,仅存在两个等效方向,而不是三个。

总的来说,尽管有上面指出的一些缺陷,但这可能是近年来出版的针对化学家读者的最佳教科书之一。如果计划更新版本,只能鼓励作者更正上述错误,并添加一些矩阵代数和关于规范化器的章节:结果将成为未来几年的参考文本。

工具书类

第一次引用Nespolo,M.(2015年).克里斯特。Res.Technol公司。 50, 413. 科学网 交叉参考 谷歌学者
第一次引用Nespolo,M.(2015年b条).J.应用。克里斯特。 48, 1290–1298. 科学网 交叉参考 中国科学院 IUCr日志 谷歌学者
第一次引用Nespolo,M.(2015年c(c)).克里斯特。Res.Technol公司。 50, 362–371. 科学网 交叉参考 中国科学院 谷歌学者
第一次引用Wittmann,J.G.和Rudolph,M.G.(2007)。《水晶学报》。D类63, 744–749. 科学网 交叉参考 IUCr日志 谷歌学者

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