Основные термины и понятия структурной кристаллографии и кристаллохимии (стр. 20 )

РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. Электромагнитное ионизирующее излучение, занимающее спектральную область между УФ и у-излучением в пределах длин волн от 10-4 до 102 Å. Различают рентгеновское излучение с непрерывным спектром длин волн (полихроматическое или белое излуче­ние) и рентгеновские лучи одной длины волны (монохроматическое излу­чение). Основные лабораторные источники рентгеновского излучения: рентгеновская трубка с интенсивностью потока 107-1010 квантов/(мм2·с), в которой ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют метал­лический анод (Cu, Mo, Ag и др.), и на 3-6 порядков более интенсивное синхротронное излучение – тормозное излучение электронов в синхротро­нах. Для исследования структуры кристаллов обычно используют монохро­матическое рентгеновское излучение с длинами волн порядка 0,5-1,5 Å. Рентгеновские лучи (Х-лучи) открыты в 1895 г. немецким физиком (W. K. Röntgen).

РЕНТГЕНОГРАММА (Х-гау рсМет). Картина рассеяния (дифракции) рентгеновского излучения от различных объектов, полученная фотографи­чески (на пленке или фотопластинке) или с помощью счетчиков рентгенов­ских квантов (дифрактограмма). Обычно рентгенограмма является двумер­ной и выражает зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния (см. рентгенография).

РЕНТГЕНОГРАФИЯ (Х-гау йЩгасИоп Миау). Совокупность методов ис­следования фазового состава и строения вещества с помощью рассеяния (дифракции) рентгеновского излучения. В рентгенографии используют как моно-, так и полихроматическое излучение, картины рассеяния от различ­ных объектов (рентгенограммы) регистрируют фотографически (фотоме­тод) или счетчиками рентгеновских квантов (дифрактометрический ме­тод). Объектами исследования являются монокристаллы, поликристаллы, пленки, полимеры, аморфные тела, жидкие кристаллы, жидкости, газы. Анализ картины рассеяния позволяет получить сведения о симметрии, па­раметрах решетки, строении, несовершенствах и дефектах кристаллов и

78

пленок, фазовом составе, размерах и ориентации частиц вещества, процес­сах упорядочения, фазовых переходах, ближнем порядке в разупорядочен-ных кристаллах, аморфных телах и жидкостях и т. д. Основные рентгено­графические методы: 1) рентгенодифракционные методы изучения симмет­рии и строения кристаллов (рентгеноструктурный анализ); 2) рентгено­дифракционные методы исследования поликристаллов (метод Дебая-Шеррера); 3) методы изучения реальной структуры кристаллов и пленок (исследование текстуры, рентгеновская топография, малоугловое рассея­ние и т. д.); 4) специальные методы (прецизионное измерение параметров решетки, исследование радиального распределения в аморфных и жидких веществах, диффузное рассеяние и др.).

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ (Х-гау яй-ис1иге апа1уш). Наибо­лее распространенный дифракционный метод изучения симметрии и строе­ния вещества (главным образом кристаллов) с помощью дифракции рентге­новского излучения электронами атомов. РСА - наиболее удобный, доступ­ный и универсальный метод структурного анализа, с помощью которого определяют более 99 % кристаллических структур. Основные практические особенности РСА - небольшие размеры образца (0,01-0,5 мм), пропорцио­нальность атомного фактора атомному номеру Z. Последнее обусловлива­ет главные недостатки РСА - фактическую неразличимость атомов с близ­кими Z и трудность фиксации легких атомов на фоне тяжелых, чего в ос­новном лишены нейтронография и электронография. Основные экспери­ментальные методы РСА: 1) регистрация дифракционной картины с непод­вижного монокристалла на полихроматическом излучении (метод Лауэ, используется для ориентировки, выявления симметрии и качества кристал­ла); 2) регистрация дифракционных отражений на монохроматическом из­лучении с монокристалла, вращающегося или качающегося вокруг кристал­лографической оси (метод вращения-качания, используется для предвари­тельного определения периодов решетки и симметрии кристалла); 3) реги­страция интегральных интенсивностей и углов дифракции монохроматиче­ского излучения, измеренных с различных положений монокристалла (обычно используется на монокристальных дифрактометрах для точного определения параметров решетки и сбора данных для определения структу­ры). Полученные в последнем случае рентгенодифракционные данные ис­пользуют для расшифровки структуры, уточнения структуры и расчетов распределения электронной плотности в кристалле. Некоторые задачи оп­ределения симметрии и строения кристаллов для относительно простых случаев можно решать по данным, полученным с помощью метода Дебая-Шеррера. Специальные методы РСА применяют для установления строения жидких кристаллов, полимеров, аморфных тел, жидкостей и газов.

79

РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ (Х-гау ркаяе шийузк). Метод качест­венного и количественного определения фазового состава поликристалли­ческих образцов, использующий данные, полученные по методу Дебая-Шеррера. Метод основан на различии интенсивностей и углов дифракцион­ных отражений, полученных от разных фаз. Дифракционная картина мно­гофазного образца является суперпозицией дифракционных картин отдель­ных фаз, что позволяет их идентифицировать (качественный РФА) и нахо­дить количественное содержание каждой из них (количественный РФА). Минимальный предел обнаружения фазы составляет 1-5 % и зависит от ус­ловий съемки, состава смеси, симметрии фаз, коэффициентов их поглоще­ния и других факторов. По соотношению интенсивностей фаз в анализи­руемом образце можно определить их концентрацию с погрешностью 1-3 %. Стандартные рентгенограммы известных фаз собраны в базе данных Международного центра дифракционных данных (1СВВ, США).

РЕТИКУЛЯРНАЯ ПЛОТНОСТЬ (гейсиЫг йепяНу). Число узлов узловой сетки, приходящееся на единицу площади. Ретикулярная плотность - вели­чина, обратная 5" = аЫшу, где а и Ъ - ребра элементарной ячейки (паралле­лограмма) сетки, у- угол между ребрами.

РЕШЕТКА (Шйсё). Бесконечное множество математических точек (узлов решетки) в трехмерном пространстве, отвечающее векторному уравнению К = та + пЬ + рс, где т, п, р - целые числа, а, Ь, с - три некомпланарных вектора, выходящих из начала координат. Векторы а, Ь, с называют векто­рами переноса или трансляциями, а их модули - периодами идентично­сти решетки. Решетку также можно задать шестью скалярными парамет­рами решетки. Параллелепипед, построенный на векторах а, Ь, с, называют параллелепипедом повторяемости решетки. Составляющими элементами решетки являются ее узлы, узловые ряды и узловые сетки. Идея решетки кристалла была впервые введена в кристаллографию английским ученым (\У. Н. \Уо11а8Юп, 1813) и окончательно утвердилась по­сле работ французского математика О. Бравэ (А. Вгауа18, 1848).

РЕШЕТКИ БРАВЭ (Вгауагя Ыйсея). Типы кристаллических решеток, классифицированные по симметрии. Каждая из них характеризуется парал­лелепипедом повторяемости наивысшей симметрии и наименьшего объема (ячейкой Бравэ), в соответствии с видом которого все 14 решеток Бравэ де­лят на 7 примитивных (узлы решетки только в вершинах ячейки) и 7 не­примитивных. Непримитивными или центрированными решетками Бравэ являются базоцентрированная (дополнительные узлы в центрах двух про­тиволежащих граней), объемноцентрированная (дополнительный узел в центре ячейки), ромбоэдрическая (два дополнительных узла, делящих длинную объемную диагональ гексагональной ячейки на три равные части)

80

и гранецентрированная (дополнительные узлы в центрах всех граней) ре­шетки. Примитивные решетки Бравэ могут встречаться в кристаллах любой симметрии (сингонии), а центрированные решетки характерны для кристал­лов моноклинной, ромбической, тригональной и кубической сингоний. Ре­шетки Бравэ являются стандартными при описании структуры кристаллов. Впервые установлены французским математиком О. Бравэ (A. Bravais, 1848).

РОДСТВЕННОСТЬ СТРУКТУР. Сходство расположения атомов или структурных фрагментов в сравниваемых кристаллических структурах, принадлежащих к разным структурным типам. Родство структур чаще всего связано с одним или несколькими видами структурно-генетических операций. Одним из простейших видов родственности структур является гомеотипия. Родственные структуры могут образовывать структурные се­мейства, сверхструктуры и гомологические ряды структур.

РОМБИЧЕСКАЯ СИНГОНИЯ (ромбическая система, огНюгкотЫс

яуя1ет). Кристаллографический тип кристалла (структуры), характеризую­щийся наличием трех взаимно перпендикулярных особых направлений, вдоль которых проходят оси второго порядка и/или которым перпендику­лярны плоскости симметрии. Кристаллы, принадлежащие к ромбической сингонии, имеют примитивную, базо(боко)центрированную, объемноцен-трированную или гранецентрированную ячейку Бравэ с параметрами aфbфc, а = /3= у = 90o (оси 2-го порядка направлены вдоль ребер ячейки) и относятся к 3 ТГС (222, mm2, mmm) и 59 пр. гр.

РОМБОДОДЕКАЭДР (ромбический додекаэдр, гранатоэдр, гкотЫс йойесакейгоп). Двенадцати­гранник с 24 ребрами и 14 вершинами, все грани которого - равные ромбы с углом, равным тетра-Рис 20 Ромбододекаэд эдрическому 109,47о (см. рис. 20). Имеет 6 вершин,

в которых сходятся острые углы 4 граней и 8 вер­шин, в которых сходятся тупые углы 3 граней. Может быть получен из куба присоединением к нему центров 8 прилегающих к нему кубов. Симметрия

ромбододекаэдра m 3 m (Oh).