文档介绍：§ X射线多晶衍射法
实验条件: 单色的X射线、多晶样品或粉末样品
角要满足布拉格方程
2dh*k*l*sin nh*nk*nl*=n
n=1,2,3
§ X射线多晶衍射法
6/11/2018
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谱学导论
常用方法有二种:照相法和衍射仪法
1、照相法
相机为金属圆筒,直径(内径)为 ,紧贴内壁放置胶片,在圆筒中心轴有样品夹,可绕中心轴旋转,样品位置和中心轴一致。
4R= 2L 即= (弧度)= (度)
2R== L
a, b, c, , ,
I(2) h,k,l
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谱学导论
2、衍射仪法
单色X光照射在压成平板的粉末样品Y上,它和计数器由马达,按和2角大小的比例由低角度到高角度同步地转动,以保证可能的衍射线进入计数器. [I(2 )]
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谱学导论
1、物相分析
由粉末衍射图得:I(2)
各种晶体的谱线有自已特定的位置,数目和强度。
其中更有若干条较强的特征衍射线,可供物相分析。
JCPDS(mittee on Powder Diffrac-tion Standards)(也称 PDF卡Powder Diffration File)
dA、dB、dC、dD、dE、dF、dG、dH
dB、dC、dA、dD、dE、dF、dG、dH
dC、dA、dB、dD、dE、dF、dG、dH
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谱学导论
2、衍射图的指标化
利用粉末样品衍射图确定相应晶面的晶面指面h k l的值(又称米勒指数)就称为指标化。
得到系统消光的信息,从而推得点阵型式,并估计可能的空间群。
立方晶系a = b = c = ao ,= = = 90
§ X射线多晶衍射法
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谱学导论
3、晶粒大小的测定
hkl=B ― b
晶粒大小与衍射峰宽之间满足谢乐(Scherrer)公式:
垂直于晶面
hkl方向的
平均厚度
衍射峰的
半高宽
晶体形状有关的
常数,
hkl必须进行双线校正和仪器因子校正
实测样品衍射峰半高宽
仪器致宽度
§ X射线多晶衍射法
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谱学导论
§ 电子衍射法简介
电子、质子和中子等微观粒子都有波性,它们的射线也会产生衍射现象,亦作测定微观结构的工具。
电子射线波长与速度v有关,根据德布罗意关系式
=h/p=h/ =h/ =h/
10000V电场
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谱学导论
电子衍射法与X射线衍射法比较
电子衍射法 X射线衍射法
穿透能力小于10-4 mm 可达 1 mm以上
散射对象主要是原子核主要是电子
研究对象适宜气体、薄膜适宜晶体结构
和固体表面结构
适合元素各种元素不适合元素H
由于中子穿透能力大,所以用中子衍射法确定晶体中H原子位置就更有效。
§ 电子衍射法简介
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谱学导论
电子衍射法测定气体分子的几何结构
分子内原子之间的距离和相对取向是固定的,原子之间散射次生波的干涉同样会产生衍射。
原子散射因子Aj近似等于原子序数Zj
I= +
(sinRjkS)/RjkS
S=(4/)sin(/2)
维尔电子衍射强度公式是:
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谱学导论
例如: 用40000V的电子射线得到CS2蒸气的衍射图,、、。已知CS2是对称的直线分子,求C-S键长。
由实验得 S1 = -1; S2 = -1; S3 = -1
由衍射强度公式计算: [ ]
I=Z+2Z+[4ZCZSsin(RS)/RS]+2Zsin(R’ S)/ R’ S 即
I=62+2•162+[4•6•16sin(RS)/RS]+[2•162sin(2RS)/2RS]
I’=(I–62– 2162)/168=[2sin(2RS)+3sin(RS)]/RS
I’对RS作图
I’(I)最大处的(RS)i = ; ;
计算得: Ri = (RS)i /Si = 153pm; 155pm; 157pm 平均 R=155