X射线晶体结构4.ppt

* 第四章 系统消光和空间群的测定 4.1系统消光 晶体的衍射强度有规律地、系统地为零的现象称为系统消光（systematic absences）。系统消光的出现，是由于某些类型衍射的结构振幅数值为零， 因此衍射的强度为零。系统消光是因为结构中存在螺旋轴、滑移面和带心点阵形式等晶体结构的微观对称元素所引起。通过了解晶体的系统消光现象，可以测定在晶体结构中存在的螺旋轴、滑移面和带心点阵形式。 A原子由abc所联系的一套原子， 可以看成点阵点上的原子。这套原子在（hkl）衍射中彼此加强。 B原子由abc所联系的一套原子， 可以看成点阵点上的原子。这套原子在（hkl）衍射中同样彼此加强。 A和B之间在（hkl）衍射中，发生一定程度的削弱，削弱的程度与原子的种类有关。 当AB相差半个光程差，又是同一类原子才完全抵消。 对P晶胞，凡是符合衍射条件的衍射（hkl）都有一定的强度，不会消失，强度不为零。 但有一种晶胞不是素晶胞，而是正当晶胞，不是P点阵形式，按衍射公式符合衍射条件的那些衍射（hkl）有系统的，有规律的成批的消失，成为系统消光。Ihkl=0，即结构因子Fhkl=0。 产生系统消光的原因： 简单晶胞（P点阵型式，P-格子） 只有一个点阵点，一个结构基元（含有N个原子），在（hkl）衍射中： 在一个结构基元中不可能存在半整数的平移向量，无系统消光。 由于晶体的点阵点之间相对于选定的单位向量abc存在着非整数的平移向量。 体心晶胞（I-格子）： 有两个点阵点，有两个结构基元。晶胞中共含有N个原子。（每个点阵点含有N/2个原子） 第一个结构基元的第j个原子j（x j,yj,zj）,第二个结构基元中比有一个原子j其坐标（1/2+x j,1/2+yj,1/2+zj） 对于hkl类型的衍射： 当：h+k+l=2n(偶数) ?Fhkl?0 ?结构振幅|Fhkl|0 ?Ihkl0不消光 当：h+k+l=2n+1(奇数) ?Fhkl=0 ?结构振幅|Fhkl|=0 ?Ihkl=0系统消光 面心晶胞（F-格子）： 含有4个点阵点，代表4个结构基元。 结构因子表达如下： 当hkl全为偶数或全为奇数（即h+k=2n,h+l=2n,k+l=2n）时： 当hkl中有偶又有奇数时: Fhkl=0 晶体在c方向有二重螺旋轴(21轴): (x,y,z) 它处在晶胞的坐标x=y=0处,晶胞中每一对由它联系的原子的坐标为: 结构因子可以计算如下: 当l为偶数(即l=2n)时: 当l为奇数(即l=2n+1)时: 由此可见: 在c方向上有二重螺旋轴时,在00l型衍射中,l为奇数的衍射强度一律为0。 c滑移面(空间群Pc) 由c滑移面联系的一般等效点系原子坐标（ ?b ）： （O = m + ? 镜面 平移） 讨论： 当l=2n时： 当l=2n+1时： 系统消光 晶体的对称性和系统消光 带心类型和对称元素 取向 衍射的消光条件 A心(A) hkl:k+l=2n+1 B心(B) hkl:h+l=2n+1 带心形式 C心(C) hkl:h+l=2n+1 体心(I) hkl:h+k+l=2n+1 面心(F) hkl:h,k,l不全为奇数 或不全为偶数 带心类型和对称元素 取向 衍射的消光条件 a ?b h0l: h=2n+1 a ?c hk0: h =2n+1 b ?a