Схема РФА
Количество пиков (рефлексов) и их положение зависит от сингонии кристаллов и химического строения вещества (состава). Для веществ одной сингонии количество пиков будет одинаково, но их положение будет разным. Для веществ разной сингонии, как положение пиков, так и их количество будут разными 
рентгенограмма, по сути, является паспортом вещества. Сравнивая рентгенограммы неизвестного вещества с табличными рентгенограммами (картотека ASTM), можно установить исследуемое вещество. Если рентгенограммы получены с использованием различных рентгеновских трубок, необходимо сравнивать не значения 
, а межплоскостные расстояния, которые необходимо посчитать по соотношению
Применение РФА.
1. Можно отличить кристаллическое вещество от аморфных и стёкол: на рентгенограммах стёкол и аморфных веществ нет ярко выраженных пиков.
2. С помощью ASTM можно идентифицировать вещество.
3. Можно отличить химическое соединение от механической смеси того же состава, можно следить за степенью превращения в твёрдофазных реакциях.
4. Отличать кристаллические модификации одного вещества: 
, 
,
,
5. И другие применения.
Б. Рентгеноструктурный анализ (РСА).
С помощью рентгеноструктурного анализа определяется параметр решётки 
; определяется рентгеновская плотность материала; структура молекулы.
Лекция 9 Атомные факторы рассеивания рентгеновского излучения
где 
– плотность электронного облака;
– порядковый номер элемента;
если 
то 
Чем больше 
, тем больше фактор рассеивания.
Более тяжёлые атомы лучше отражают рентгеновское излучение, 
интенсивность пиков на рентгенограмме будет максимальной. Таким образом, атомный фактор 
зависит от химической природы вещества.
Лекция 9 Структурная амплитуда и структурный фактор рассеивания
Структурная амплитуда 
для данного отражения 
есть отношение амплитуды отражённой волны к амплитуде волны, отражённой точечным электроном при той же длине волны.
,
где 
– означает, что вещество будет состоять из атомов, у которых будет своя сумма x, y, z – координаты базовых атомов, составляющих элементарную ячейку. Если атомы одинаковы, то:
,
,
если n – чётное, то 
,
если n – нечётное, то 
Базовый атом: x=0, y=0, z=0; S=e0=1. У примитивных кубических решёток все атомные плоскости будут отражать рентгеновское излучение.
Слева направо: примитивная кубическая решётка, объемно-центрированная, гранецентрированная.
В случае объемно-центрированных решёток рентгеновское излучение будут отражать те плоскости, которые будут иметь чётную сумму h, k, l.
В случае гранецентрированной решётки отражение не будет иметь место, если индексы являются симметричными (набор чётных и нечётных индексов).
Лекция 10 Индицирование рентгенограмм и определение параметров решёток
Индицирование рентгенограмм следует проводить, начиная с представления кубических решёток, затем перейти к средним сингониям, а затем к низшим.
А. Графический способ.
Эксперимент (
) 
Б. Аналитический способ.
– у веществ, кристаллическая структура которых содержит примитивную решётку, соотношение квадратов синусов = 1:2:3:4:5:6:8:9:10:11;
– для объемно-центрированной решётки = 2:4:6:8:10:12:14:18:20;
– для гранецентрированной = 3:4:8:11:12:16:19:20:24:27.
Последовательность расчёта параметра решётки.
1. Из рентгенограммы взять угол, соответствующий пику, разделить на два и найти, таким образом, угол 
.
2. Определить значения 
.
3. Рассчитать значения межплоскостных расстояний по закону Вульфа-Брэггов: 
4. Определить значения 
5. Найти соотношения 
6. Полученный ряд чисел умножить на наименьшее целое число (2, 3), которое обеспечивало бы получение ряда чисел, близких к целым.
7. Округлить ряд до целых чисел.
8. Рассчитать параметр решётки:
О правильности предположения о кубической структуре вещества свидетельствует постоянство значений параметра решётки 
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
