《仪器分析》教学课件 第07章 X射线光谱与表面分析法 7.2 X射线衍射分析.pptVIP

第七章 X射线光谱和外表分析法 第二节 X射线衍射法 7.2.1 根本原理 7.2.2 粉末衍射分析 7.2.3 单晶衍射分析 X-ray spectrometry and surface analysis X-ray diffraction 7.2.1 根本原理1. 晶体特性 晶体：原子、离子、分子在空间周期性排列而构成的固态物，三维空间点阵结构；点阵 + 结构基元。 晶胞：晶体中空间点阵的单位，晶体结构的最小单位。 晶胞参数：三个向量a，b，c及夹角，， 。 r,s,t；1/r,1/s,1/t：晶面在三个晶轴上的截数和倒易截数。 1/r∶1/s∶1/t = h∶k∶l；晶面(110)与c 轴平行。 根本原理 在入射X光的作用下，原子中的电子构成多个X辐射源，以球面波向空间发射形成干预光； 强度与原子类型、晶胞内原子位置有关； 衍射图：晶体化合物的“指纹〞； 多晶粉末衍射法：测定立方晶系的晶体结构； Bugger 方程： 2d sin = n 将晶面间距d和晶胞参数a的关系带入： 7.2.2 粉末衍射分析 单色X射线源； 试样台〔试样本身衍射晶体〕； 检测器： X光管产生K线和K线，通过薄镍箔后可将其中的K线过滤掉，获得单色K线。照射试样晶体后产生衍射，采用闪烁检测器记录衍射图。 测定时，通常使试样晶体平面旋转，使 X射线能对晶体各部位进行照射。光源对试样以不同的 角进行扫描，检测器那么以2 角位置进行探测。 仪器特点 X射线衍射仪与X射线荧光仪相似，主要区别： (1) 单色X射线源； (2) 不需要分光晶体。 试样本身为衍射晶体，试样平面旋转，光源以不同 角对试样进行扫描。 应用 Bugger 方程： 2d sin = n 将晶面间距d和晶胞参数a的关系带入： 由测定试样晶体的衍射线出现情况，可确定晶体结构； 例：求Al的晶胞参数，用Cu(K1) 射线〔 =0.15405 nm 〕照射样品，选取 = 81.17 °的衍射线(3 3 3)，那么 7.2.3 单晶衍射分析 仪器：计算机化 单晶X射线四圆衍射仪 四圆：，，，2 圆：围绕安置晶体的轴旋转的圆； 圆：安装测角头的垂直圆，测角头可在此圆上运动； 圆：使垂直圆绕垂直轴转动的圆，即晶体绕垂直轴转动的圆。 应用 能提供晶体内部三维空间的电子云密度分布，晶体中分子的立体构型、构象，化学键类型、键长、键角，分子间距离及配合物配位数等。 内容选择： 结束 7.1 X射线荧光光谱法 X射线衍射法 光电子能谱与光探针 7.4 电子能谱与电子探针 离子散射能谱法与离子探针