X射线单晶衍射法.ppt

The 14 possible BRAVAIS LATTICES {note that spheres in this picture represent lattice points, not atoms!} Crystal Classes 单晶衍射实验方法简介 空间衍射方向S（?、?、?）必满足四个方程: a·(S—So)= h? a·(cos?—cos ? o)= h? b·(S—So)= k? 或 b·(cos?—cos ? o)= k? c·(S—So)= l ? c·(cos?—cos ? o) = l? f（cos ? ，cos ? ，cos ? ）= 0 2、回旋晶体法 实验条件：单色X射线、转轴单晶样品 3、移动底片法（又称魏森堡法） 单晶结构分析条件是衍射点的指标化：Ihkl? h，k，l 4、单晶衍射仪法 系统消光-结构因子Fhkl-空间群的关系B 3、倒易点阵（Reciprocal Space）及衍射仪设计原理-倒易点阵概念及性质 倒易点阵（Reciprocal Space）及衍射仪设计原理-反射球及晶体的衍射方向（衍射仪的设计原理） 衍射仪基本结构及发展-SMART APEX-CCD衍射仪基本结构及新型的面探技术 衍射仪基本结构及发展-衍射分析仪器的发展 射线种类：连续射线 特征射线 电子衍射 中子衍射 GADDS Powder Pattern for LaB6 粉晶衍射原理、衍射图的特征及应用 1、确定样品中存在的结晶物相的种类（定性分析） 国际通用的标准粉末数据卡（JCPDS）及pcpdfwin软件进行检索 2、确定样品中某物相的百分含量 3、测量晶体的晶格常数 4、测定结晶程度、粒度大小分布、有序度 5、利用粉晶数据进行结构解析 6、进行粘土矿物的定性、定量分析 单晶衍射分析及应用 单晶分析的操作步骤 晶体的获得和晶体的分选 晶体的选择和安装 样品对中 测定初级晶胞参数及定向矩阵 （确定是否是单晶） 衍射强度数据的收集 晶体结构的解析和描述 单晶样品的安装 单晶样品的安装－对中 单晶衍射分析及应用 测定晶胞参数并鉴定物相 收集衍射强度 根据衍射强度测定晶体结构 晶体结构解析软件－Shelxtl Program 晶体结构测定及晶体学参数 某晶体结构测定及晶胞堆积图 The end! Thank you! 从目前的实验手段看，测定晶体结构可采用多晶法和单晶法两种。 多晶法样品制备、衍射实验和数据处理简单，但只能测定简单或复杂结构的部分内容， 而单晶衍射法则样品制备、衍射实验设备和数据处理复杂，但可测定复杂结构。 X射线衍射晶体结构测定，包含三个方面的内容：（1）通过X射线衍射实验数据，根据衍射线的位置（θ角），对每一条衍射线或衍射花样进行指标化，以确定晶体所属晶系，推算出单位晶胞的形状和大小； （2）根据 ①单位晶胞的形状和大小， ② 晶体材料的化学成分及其③体积密度，计算每个单位晶胞的原子数；（3）根据 ①衍射线的强度或 ②衍射花样，推断出各原子在单位晶胞中的位置。 X射线结构分析方法单晶衍射结构分析 1) 单晶体的选择或培养；2) 晶胞参数的测定，衍射图的指标 化及衍射强度的收集；3) 空间群的测定； 4) 衍射强度的统一、修正、还原和结 构振幅的计算；5) 衍射相角的测算；6) 电子密度函数的计算和原子坐标的  修正、精确化7) 结构的描述；8) 结构和性质间联系的探讨。 单晶衍射法 单晶衍射用的晶体一般为直径0.1～1mm的完整晶粒。当选好晶体后有胶液粘在玻璃毛顶端，安置在测角头上，收集衍射强度数据。 测定晶胞参数及各个衍射的相对强度数据后，需将强度数据统一到一个相对标准上，对一系列影响强度的几何因素.物理因素加以修正，求得K值，从强度数据得到｜F h k l ｜值。 结构振幅和结构因子的关系为 式中αh k l 称为衍射h k l 的 相角。相角αh k l 的物理意义是指某一晶体在X射线照射下，晶胞中全部原子产生衍射h k l 的光束的周相，与处在晶胞原点 的电子在该方向上散射光的周相，两者之间的差值。 解决方法有二个： 1、晶体不动（?o,?o,?o固定）而改变波长，即用白色X射线； 2、波长不变，即用单色X射线，转动晶体，即改变?o,?o,?o。 1、劳埃法 实验条件：连续X射线射、单晶样品 功能：测定晶体的对称性、确定晶体的取向和单晶的定向切割 入射线So垂直c轴，即? o =90o，得 cos ? o=cos90o=0 c cos ? l = l ? ，l