文档介绍：第三章
X-射线衍射实验
第三章 X-射线衍射实验
一、单晶的培养
晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长的速率
晶核形成的快就会形成大量微晶,并易出现晶体团聚
生长的速率太快会引起晶体出现缺陷
为了避免这两个问题常需“摸索”和“运气”
1. 溶液里晶体的生长
最常用的方法: 冷却或蒸发化合物的饱和溶液
要点:缓慢结晶、不能让溶剂完全挥发
措施:
干净光滑的器皿
清洁稳固的环境
合适的溶剂
适宜的温度
2. 溶液界面扩散法(liquid diffusion)
两种方法:
A、B分别为两种反应物溶于两种不同的溶剂所形成的溶液
A或B为待结晶化合物的溶液,而另一为惰性溶剂
3. 蒸汽扩散法(vapor diffusion)
A、B分别为两种对目标物溶解度不同的溶剂,目标物溶解于溶解度大的A中,溶解度小的溶剂B的蒸汽慢慢扩散A中,降低目标物的溶解度,使之不断结晶出来
4. 凝胶扩散法(diffusion)
或将反应物之一置于凝胶中,另一种的溶液进行扩散(a);或将两种反应物制成溶液,从不同方向向凝胶中扩散(b、c)
a
b
c
常用的凝胶有:硅酸钠、四甲氧基硅胶、明胶和琼脂等
(hydrothermal method and solvothermal method)
特别难溶的化合物可用此法,重要的技巧是控制好温度
6. 升华法(sublimation)
能长出好的晶体,但应用较少。
二、晶体的挑选和安置
大小是一个重要因素。理想的尺寸取决于:晶体的衍射能力和吸收效应程度(决定于晶体所含元素的种类和数量);所用射线的强度和探测器的灵敏度(仪器的配置)
光源所带的准直器的内径决定了X射线强度一致区域的大小,晶体的尺寸一般不能超过准直器的内径(~)。D,晶体合适的尺寸是:~,~,~
品质好的晶体,应该是透明、没有裂痕、表面干净、有光泽、外形规整
要选三个方向尺寸相近的(否则对衍射的吸收有差别),过大的可以用解剖刀切割,切割时要用惰性油或凡士林
通常也叫粘晶体,安置前一般最好先要观察其是否稳定
晶体的安置方法
a
b
c
d
a 将晶体粘在玻璃絲上的正确做法
b 要晶体上包上一层胶等保护晶体
c 将晶体装在密封的毛细玻璃管中
d 将晶体粘在玻璃絲上的不正确做法
三、数据的收集
X-射线面探器,是电荷藕合器件探测器(charge coupled device detector),D探测器
原理如同电视摄像机或数码照相机,不过其含有薄膜磷光材料,被X射线激活后,可发射可见荧光,D芯片耦连,从而这些荧光经过电子器件快速地转化为衍射强度相应的数字信号,供计算机直接处理
CCD安装在保留θ园的转动装置上,样品装在保留φ、ω园的转动装置上(χ园固定),以便驱动它们通过相对转动,对X射线的散射形成的各种取向曝光
基本程序是:首先旋转照相----查看晶体的质量;接着测晶胞参数;最后收集数据
收集数据时必须考虑的可变参数有:晶体与探测器间的距离、每次曝光过程中晶体转动的角度、扫描角度、晶体与准直器内径的大小、曝光时间、收集数据的范围和扫描方式等。一般说仪器缺省值可满足大部分要求
晶体与探测器的距离d
d值在45mm~55mm之间就可满足大部分要求,一般都是固定在50mm
d值太小,衍射点太密,会重叠,背景噪声也会增加;太大,记录的衍射强度会降低