强度与系统消光.ppt

*第一章X射衍射分析第一节原理和数据处理第二节X射线强度和系统消光规律第三节多晶结构分析——衍射指数标定第四节XRD专题测试研究生教学强度的表示*绝对强度－－是以单位时间内单位面积通过的能量来表示的（通常不用）积分（累积）强度－－某一种面网“反射”Ｘ射线的总数目－－用于定量分析、结构分析。（每个衍射峰下的积分面积该衍射束在单位时间内投射到探测器上的总能量。）相对强度－－指同一衍射图象中各衍射线强度的比值－－用于定性分析积分强度(累积强度)一、强度及影响因素*第二节X射线强度和系统消光规律峰值强度：图中衍射峰峰顶处的强度I最大。半高宽：图中衍射峰峰顶高度一半处的衍射线的角宽度B，它可定性表述衍射峰的强度。第二节X射线强度和系统消光规律*一、强度及影响因素积分衍射强度计算公式前面三项为物理常数和仪器常数，后六项为与试样的晶体结构和实验条件有关的因子结构因子多重性因子角度因子温度因子吸收因子在晶体中由于对称性的存在，同一晶面族{hkl}中的各组面网间距相等，其衍射线重合。２影响因素——（１）粉末法的重复性因子P（２）角因子φ(θ)*由洛伦兹因子1/４(sin2θcosθ）和偏振因子（１＋cos22θ)/2组成表征强度直接与衍射角有关德拜法中，角因子与布拉格角θ的关系晶体的中原子的热振动，衍射强度受温度影响，Ｍ为与原子偏离其平衡位置的均方位移有关的常数，由于原子本身在不停地振动，温度越高，振幅越大，原子热振动，引起原子散射因数减小，强度降低。常温下温度因子可忽略。(4)温度因子e-2M(3)吸收因子Ａ(θ)晶体的X射线吸收因子取决于所含元素种类和X射线波长，以及晶体的尺寸和形状。（５）结构因子Fhkl*晶胞对X射线的散射是晶胞中各个原子的散射波叠加的结果，因此必须考虑各个原子散射波的振幅和位相两方面的因素。若晶胞中有n个原子，则晶胞内所有原子相干散射波的合成波振幅Ab为：02设fj是晶胞中第j个原子的原子散射振幅，φj是该原子与位于晶胞原点位置上原子散射波的位相差，则该原子在某方向上的散射振幅为01定义：是指一个晶胞中所有原子沿某衍射方向(hkl)所散射的X射线的合成波。此合成波的振幅为|Fhkl|，称为结构振幅。结构因子Fhkl复指数表达方式三角表达方式0102各原子的散射振幅fj，（2）原子的坐标，（3）衍射面的指数。晶胞对某hkl衍射强度的决定因素由于hkl晶面上的原子（坐标为xyz）与原点处原子经hkl晶面反射后的位相差φ，可以由反射面的晶面指数和原子坐标来表示：因此，对于hkl晶面的结构因子为：二.系统消光规律*由于FHKL=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。系统消光包括点阵消光和结构消光。产生衍射的充分条件应该是同时满足布拉格方程和FHKL≠0。在复杂阵胞中，由于面心或体心上有附加阵点（阵胞中的阵点数大于1）或者每个阵点代表两类以上等同点的复杂结构，会使某些(HKL)反射的FHKL=0。虽然这些方向仍然满足衍射条件，但由于衍射强度等于零而观测不到衍射线。121.点阵消光*原始格子(P)原子坐标为：(0,0,0)根据公式有:Fhkl=f|Fhkl|2=f2I=I0·K·f2这时所有指数的面网都可以产生衍射。1.点阵消光*b）体心格子（I）：原子坐标为(0,0,0)，(1/2,1/2,1/2)。根据公式:Fhkl=∑fj·e2πi(hxj+kyj+lzj)有：Fhkl=f+fe(h+k+l)πi当(h+k+l)=偶数时Fhkl=2f，|Fhkl|2=4f2当(h+k+l)=奇数时Fhkl=0，|Fhkl|2=0因此对于体心格子的晶体，(h+k+l)为奇数的面网不会产生衍射效应，如（001）。1.点阵消光*c）底心格子（A,B,orC）Ｃ心：原子坐标为(0,0,0)，（1/2,1/2,0）每个晶胞中有2个同类原子原子散射因子为f。Ｂ心(0,0,0)(1/2,0,1/2)Ａ心(0,0,0)(0,1/2,1/2)根据公式有:Fhkl=f+fe(h+k)πi当h+k=偶数时Fhkl=2f，|Fhkl|2=4