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1-4 x衍射的强度

2012-08-03 21页 ppt 983KB 19阅读

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1-4 x衍射的强度nullnull*衍射线的方向 *表现在衍射线或点在空间上的分布 *主要取决于晶体的面网间距,或者晶胞的大小。 *由布拉格方程确定   2dsinθ=nλ 一、引言 X射线衍射分析 X射线衍射线束的强度null*衍射线的强度 *表现在底片上衍射线(点)的黑度或衍射图中衍射峰的面积或高度来度量。 *主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。一、引言 X射线衍射分析 X射线衍射线束的强度null**如何确定X射线衍射强度? 一、引言 第一章 X射线衍射...
1-4 x衍射的强度
nullnull*衍射线的方向 *现在衍射线或点在空间上的分布 *主要取决于晶体的面网间距,或者晶胞的大小。 *由布拉格方程确定   2dsinθ=nλ 一、引言 X射线衍射 X射线衍射线束的强度null*衍射线的强度 *表现在底片上衍射线(点)的黑度或衍射图中衍射峰的面积或高度来度量。 *主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。一、引言 X射线衍射分析 X射线衍射线束的强度null**如何确定X射线衍射强度? 一、引言 第一章 X射线衍射分析 X射线衍射线束的强度分析的思路:*一个电子对X射线的衍射强度 *一个原子对X射线的衍射强度 *一个晶胞(多个原子)对X射线的衍射强度 *多晶体样品对X射线的的衍射强度 X射线衍射强度 *X射线衍射强度 X射线衍射强度理论包括运动学理论和动力学理论,前者只考虑入射X射线的一次散射,后者考虑入射X射线的多次散射。 X射线衍射强度涉及因素较多,问比较复杂。一般从基元散射,即一个电子对X射线的(相干)散射强度开始,逐步进行处理。 一个电子的散射强度 原子散射强度 晶胞衍射强度 小晶体散射与衍射积分强度 多晶体衍射积分强度 null*X射线衍射强度问题的处理过程偏振因子原子散射因子结构因子干涉函数积分强度其它因素晶胞衍射强度*晶胞衍射强度晶胞沿(HKL)面反射方向散射,衍射强度 (Ib)HKL=FHKL2Ie, 若FHKL2=0,则(Ib)HKL=0,这就意味着(HKL)面衍射线的消失。 由此可知,衍射产生的充分必要条件应为:衍射必要条件(衍射矢量方程或其它等效形式)加F2≠0。 因F2=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。 晶胞衍射波F称为结构因子(结构因数),其振幅F为结构振幅。电子散射(相干散射)强度(Ie) 结构因子的计算*结构因子的计算fj为各原子散射波的振幅 重要关系式:eni=(-1)n ,n 为任意整数,奇数时等于-1,偶数时为1。1.简单晶胞的F与F2值 原子坐标(0,0,0)F2=f2这表明F2与晶面指数无关,所有晶面均有反射且具有相同的结构因子,与这些反射面对应的倒易点组成了一个初基的倒易格子。 null*2.体心晶胞的F与F2值 体心晶胞含有两个原子,原子坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2) 因此, (110)、(200)、(211)、(220)、(310)、(222)、……均有反射,而(100)、(111)、(210)、(221)、……无反射。与这些反射面对应的例易点组成了一个面心的例易点阵。null*体心点阵对应的面心倒易点阵所有干涉指数之和为偶数3.面心晶胞的F与F2值 *3.面心晶胞的F与F2值 面心晶胞中含有4个原子,原子坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2)及(0,1/2,1/2) 因此,在面心立方的晶体中,(111)、(200)、(220)、(311)、……有反射,而(100)、(110)、(112)、(221)等均无反射。与这些反射面对应的倒易点组成了一个体心的倒易点阵。 null*面心点阵对应的体心倒易点阵干涉指数全为奇数或全为偶数null*由以上各例可知,F值只与晶胞所含原子数及原子位置有关而与晶胞形状无关。 如例2,不论体心晶胞形状为正方、立方或是斜方,均对F值的计算无影响。 以上各例计算中,均设晶胞内为同类原子(f相同);若原子不同类,则F的计算结果不同。系统消光有点阵消光与结构消光两类。*点阵消光:因晶胞中原子(阵点)位置而导致的F2=0的现象。 实际晶体中,位于阵点上的结构基元若非由一个原子组成,则结构基元内各原子散射波间相互干涉也可能产生F2=0的现象,此种在点阵消光的基础上,因结构基元内原子位置不同而进一步产生的附加消光现象,称为结构消光。 各种布拉菲点阵的F2值可参见有关参考书。系统消光有点阵消光与结构消光两类。金刚石结构*金刚石结构属面心立方点阵,每个晶胞含8个原子,坐标为: (0,0,0)、(1/2,1/2,0)、(1/2,0,1/2)、(0,1/2,1/2)、(1/4,1/4,1/4)、(3/4,3/4,1/4)、(3/4,1/4,3/4)、(1/4,3/4,3/4) 可以看成一个面心立方点阵和沿体对角线平移(1/4,1/4,1/4)的另一个面心立方点阵叠加而成的。 null*null*其中,Ff表示一个面心立方晶胞的反射振幅。1) 当h k l为奇偶混合时,由于Ff=0,所以,F2=0。 null*2) 当hkl全为奇数时,Ff=Fa。h+k+l=2n+1,其中n为任意整数,则有 因此F=4fa(1±i)null*3)当hkl全为偶数时,而且h+k+l=4n时, F=4fa(1+e2in)= 4fa2=8 fa F2=64fa2 4) 当hkl全为偶数,但h+k+l≠4n,则h+k+l=2(2n+1) F=4fa[1+ei(2n+1)]= 4fa[1+e2i ei]=4 fa[1-1]=0 F2=0 可见,在金刚石结构中,除了面心点阵消光外,还存在由于螺旋和滑移两类微观对称要素引起的结构消光。 氯化钠结构*氯化钠结构面心立方结构,有两类原子(Na和Cl),其散射振幅是不等的。在每个氯化钠晶胞中,共有四个钠原子和四个氯原子,其坐标分别为 Na: (000), (1/2,1/2,0), (1/2,0,1/2), (0,1/2,1/2) Cl: (1/2,1/2,1/2), (0,0,1/2), (0,1/2,0), (1/2,0,0)所以null*对应上式第一项反映了面心点阵系统消光,因此, 当指数奇偶混杂时,其值为0,即F=0,F2=0。 当指数不混杂时,其值为4,则F=4[fNa+fClei(h+k+l)] 当(h+k+l)为偶数时,F=4[fNa+fCl],F2=16[fNa+fCl]2 当(h+k+l)为奇数时,F=4[fNa-fCl],F2=16[fNa-fCl]2可以看出,虽然单位晶胞的原子数已超过四个,但它仍属面心点阵,由于存在两类原子,只能使某些晶面的强度减弱而不能使它们完全消失,这类也属于结构消光。null*
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