x射线衍射分析-第二部分.ppt

X射线衍射分析;第一节 X射线衍射法概述;第二节 X射线分析法原理;第二节 X射线分析法原理;;2、空间点阵　　 空间点阵是一种表示晶体内部质点排列规律的几何图形。它是按晶体中相同点的排列规律从晶体结构中抽象出来的。 空间点阵的特点：A、结点：每个结点都具有完全相同的周围环境； B、行列：结点在直线上的排列； C、面网：结点在平面上的排列； D、晶胞：单位晶胞在三个方向上重复排列—空间 点阵。 ;NaCL 的晶胞;α;（二）晶系与布拉菲点阵 根据晶胞的这6个参数，可以把空间点阵归类为七个晶系： 立方晶系(等轴晶系) 正方晶系(四方晶系)六方晶系菱方晶系（三方晶系）斜方晶系单斜晶系三斜晶系;立方晶系;根据结点在单胞中的分布，单位点阵有 简单点阵（P）：结点均在角顶上 底心点阵（C）：除角顶外每一底面上各有一个结点 体心点阵（I）：除角顶外中央有一个结点面心点阵（F）：除角顶外每个面上均还有一个结点 ;;晶胞中结点总数： ;（三）晶体学指数 1、结点： 简单点阵晶胞:结点指数（0，0，0）； 体心点阵晶胞:结点指数（0，0,0），（1/2,1/2,1/2) 面心点阵晶胞:结点指数(0，0，0),(1/2,1/2,0), (1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2) 底心点阵晶胞:结点指数(0，0，0),(1/2,1/2,0) ;2、晶向指数 晶向指数——空间点阵的结点直线方向指数[uvw] ;OA, [100] OB, [010] OD, [111] CF, [010] ID, [221];;空间中所有相互平行的晶向，其晶向指数相同，称为晶向组，即同一[uvw]表示的不仅是一个晶向，而是同一晶向组内的所有晶向。;　 3、晶面指数 同一取向上的平面，不仅相互平行，间距相等，而且结点的分布也相同，不同取向的结点平面其特征各异。;截距倒数比约简 ;注意：A、当晶面交于晶轴的负端时，对应的指数就是负 的，并将负号标在数字的上面。B、晶面指数中第一、二、三位分别代表与X、Y、 Z轴的关系，它们之间不能随意变换。C、当晶面指数中某个位置上的指数为0时，表示 该晶面与对应的晶轴平行。如（100),(001） ;（hkl)表示的也不是一个晶面，而是空间所有相互平 行（方位一致）的晶面。 将晶体中方位不同但原子排列相同，晶面间距相等的 所有晶面组合称为一个晶面族用{hkl}表示。 如立方系：;{100}晶面族中等同晶面个数不同;（四）晶面间距的计算　　　　 晶面间距(面网间距)指两个相邻平行晶面间的垂直距离。对晶面(hkl), 一般用d(hkl)来表示其晶面间距。 一般的规律是: 在空间点阵中，晶面的晶面指数越小，其晶面间距越大，晶面的结点密度越大，它的X射线衍射强度越大，它的重要性越大。晶面间距在X射线分析中是十分重要的。 　;立方晶系 ;;二、X射线衍射的概念与布拉格方程 (一)波的干涉与衍射 波产生干涉的条件： 振动方向相同，波长相同、位相差恒定， 即它们是相干的。相长干涉：当波程差△为波长的整数倍, nλ时，两个波相互加强。相消干涉：当波程差为半波长的奇数倍,(n+1)λ/2 时，二者刚好相互抵消。 ;;　 X射线也是一种电磁波，当它照射晶体时，晶体中的质点对入射X射线产生相干散射。这些散射波满足波产生干涉的条件。X射线在晶体中衍射的本质是晶体中各原子散射波之间的干涉结果。几个近似假设： 1、X射线是单一波长的平行光。 2、电子皆集中在原子的中心 。 3、原子不作热振动，因此原子间距不变。;;面1;X射线1和2的波程差△：△=ML+NL=dsinθ+dsinθ=2dsinθ;X射线通过干涉得到加强的条件:△为波长的整倍数，即 △=nλ2dsinθ=nλ (n=0,1,2,3,……)布拉格方程 2dsinθ=nλ n称反射级数。θ角称掠过角或布拉格角。; 布拉格方程的意义： ①当X射线照射到晶体上时，若入射X射线与晶体中某个晶面（hkl)之间的夹角满足布拉格方程，在其反射线的方向上就会产生衍射线。 ②布拉格方程简明地指出了X射线衍射的方向。其现象相似于光的镜面反射。故常把X射线的衍射称为X射线反射。 ;X射线的“反射”与光的镜面反射的区别：1) X射线的衍射线强度较其入射线的强度要弱得多。而可见光的镜面反射中的入射光与反射光的强度几乎相同。 2) X射线的反射只在满足布拉格方程的若干个特殊的角度上才能产生反射，其它角度上则不发生反射。因此，有人将X射