【理学】X射线衍射模版课件.ppt

①当hkl为偶、奇相混时，系统消光。 系统消光。 ④当hkl全为奇数时，且h+k+l=2n＋1时， ③当hkl全为偶数时，且h+k+l=4n时， 无系统消光。 ②当hkl全为偶数时，且h+k+l=4n＋2时， 无系统消光。 一些类型的系统消光与对称性 5、5多晶粉末衍射 粉末图是用单色的X射线照射多晶体所得到的衍射图。 一粒粉末产生的某种衍射hkl，形成一条衍射线 大量粉末的某一种衍射hkl，形成一个衍射圆锥: 大量粉末的各种衍射， 相应地形成各个衍射圆锥 1.照相法(德拜－谢乐法） 德拜相机构造示意图 入射X射线 底片 样品 铅玻璃 食盐晶体的衍射像 2L * 第五章 X射线衍射法 5、1 X射线的产生 n=1(K) n=2(L) n=3(M) 1. 高速电子流冲击金属阳极,原子内层低能级电子被击出; 2. 高能级电子跃迁到低能级补充空位, 多余能量以X光放出. 特征X射线 n=1(K) n=2(L) n=3(M) K系辐射 L系辐射 M系辐射 Kα1 Kα2 Kβ1 Cu靶的K?波长 X射线谱 钼靶: 铜靶: X射线结构分析中用的是单色光（Kα射线）。 获得单色光的方法： （1）滤片 其吸收限在Kα射线和Kβ射线的波长之间。 铜靶采用镍为滤片； 钼靶采用锆为滤片； （2）单色器 单色器通常用石墨晶体，调节单色器晶面，使得K?射线反射，而滤掉K?射线。 X射线与晶体的相互作用 次生X射线 当光程差为波长的整数倍的时候，该方向的各波之间有最大程度的加强。 加强的方向为衍射方向。 结晶学上把最大程度的加强称为衍射。 发生最大程度加强的方向称为衍射方向。 在衍射方向上前进的波称为衍射波。 5、2 X射线的晶体衍射理论 1. Laue方程 它的出发点是将晶体的空间点阵分解成三组互不平行的直线点阵。 考察直线点阵上的衍射条件： 直线点阵的衍射条件。只有满足该式的方向α才有衍射产生。 空间点阵的衍射条件（Laue方程）： 只有同时满足三个方程的方向上才会出现衍射. h,k,l为衍射指标，可用来标记衍射线。 三个方向直线点阵的衍射圆锥交成衍射线S，衍射方向由衍射指标hkl表征. 空间点阵中衍射线S的形成 2. Bragg方程 它的出发点是将晶体的空间点阵分解成一族平行且等间距的平面点阵； 同时，Bragg把衍射看作是平面点阵上的反射。 但是，把衍射当成反射是有条件的。 对于hkl衍射，并不是所有平面点阵都是反射平面。 只有那些满足h=nh*,k=nk*,l=nl*平面点阵（h*k*l*)才能是反射平面。 比如，（110）平面点阵可以作为110，220，330，440等衍射的反射平面。 2d h*k*l* sinθhkl= nλ, 衍射级数n=1,2,3… … 只有相邻两个面之间的波程差为波长的整数倍时, 衍射才会发生. 这一条件就是Bragg方程: 平面点阵上的衍射条件： 相邻两个面之间的波程差: Bragg方程的另外一种表达式： （110） （220） （330） 5、3 衍射强度 1. 原子散射因子 实际原子散射X射线的强度： Ie：电子散射X射线的强度； f：原子散射因子。 原子散射因子取决于原子的电子结构，即相同电子层结构的原子或离子，其f相等。 2. 晶体的结构因子 Ic：晶胞在hkl衍射方向上散射X射线的强度； F(hkl)：hkl衍射方向上的结构因子。 原子的种类 原子的个数 原子的位置 衍射方向 3. 在hkl衍射中，衍射强度与结构因子的关系 Ihkl：hkl衍射的衍射强度； I0：入射X射线的强度； K：标度因子(比例因子),与晶体外形有关； B: 温度因子,与测试晶体温度有关； A: 吸收因子,与晶体物质组成有关 晶体的衍射强度数据经过校正后只与结构因子的平方有关。 晶体的衍射强度只与晶胞中原子的种类及晶胞中原子的相对位置xjyjzj有关。 5、4 系统消光规律 晶体在X射线衍射中常常会出现某些衍射线有规律的不出现的现象(即IhkL=0)，称为系统消光。 即这些衍射线的结构因子： 系统消光与晶体中原子的分布有关。 晶胞含有一个原子，其分数坐标为（0,0,0） 无消光。 1.简单格子（P）的消光规律 换句话说：若在hkL衍射中，不出现系统消光，则晶胞的格子类型为P格子。 对于简单格子，在hkL衍射中，满足Laue,Bragg方程的衍射均都能出现，无系统消光； 结论： 晶胞含有二个原子，其分数坐标为（0,0,0）（1/2,1/2,1/2）。 2.体心格子（I）的消光规律 ①当h+k+l=偶数，2,4,6,8,…,即110,211,123,… 无系统消光。 ②当h+k+l=奇