🗊Презентация Основы кристаллографии. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах

Основы кристаллографии. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах

Твёрдое тело Одно из 3-х агрегатных состояний в-ва - стабильность формы и малый характер теплового движения атомов, совершающих колебания около положений равновесия. Кристаллы Аморфные тела Моно- и поликристаллы: Дальний порядок отсутствует дальний порядок в расположении атомов Наинизшее энергетическое состояние системы атомных частиц (атомов, ионов, молекул) - периодическое расположение одинаковых групп, т. е. кристаллическая структура.

Твёрдое тело Изучение св-в т. т. - знания его атомно-молекулярного строения, законов движения атомных (атомов, ионов, молекул) и субатомных (электронов, атомных ядер) частиц. Исследование строения, структуры и св-в т. т.: кристаллография, рентгеновский структурный анализ, кристаллохимия, кристаллофизика , физика твёрдого тела, химия твёрдого тела, квантовая химия, металловедение, материаловедение, и др.

КРИСТАЛЛЫ в природе

Симметрия кристаллов Симметрия кристаллов - св-во кристаллов совмещаться с собой в различных положениях путём поворотов, отражений, параллельных переносов. Операции симметрии.  Каждой операции симметрии может быть сопоставлен геометрический образ — элемент симметрии — прямая, плоскость или точка, относительно которой производится данная операция.

Кристаллическая решетка

Кристаллические системы

Кристаллографические плоскости (hkl)

Физика рентгеновских лучей Взаимодействие их с веществом

Свойства рентгеновских лучей Эл.магнитное излучение: λ =10-4 - 102 Å (жесткое и мягкое) Возникает при торможении ē (др. заряженных частиц), и при взаимодействии γ-излучения с в-вом. Распространяются прямолинейно, преломляются, поляризуются и дифрагируют (как и видимый свет). Проходят ч\з непрозрачные для видимого света тела (чем короче λ, тем больше проникающая способность). Производят фотографическое действие (засвечивают фотографические пленки и бумагу). Ионизируют газы, и вызывают люминесценцию многих в-в. Можно разложить в «спектр» с помощью кристаллов. Фотоны электромагнитного излучения обладают св-ми, как волны, так и частицы.

Рассеяние рентгеновских лучей (неупругое) Упругое столкновение фотонов с заряженными частицами - испускание фотонов с той же частотой, а при неупругом - наличие эффекта Комптона.

Рассеяние рентгеновских лучей (упругое) Электрическое поле рентгеновских лучей способно заставить колебаться заряженные частицы с той же частотой.

Формула Вульфа-Брэгга Разность хода м\у лучами, отраженными от разных плоскостей (GY+YH), кратна длине волны λ падающего излучения - интерференция с усилением (дифракция). Условие дифракции: 2dhkl sin θ = n λ , где n - целое число (порядок отражения).

Качественный и количественный рентгенофазовый анализ

Качественный рентгенофазовый анализ (рентгенофазовая идентификация) (Search/Match)

Количественный рентгенофазовый анализ (КРФА) Группы методов КРФА : Использующие стандартные образцы: - метод внутреннего эталона, - метод внешнего эталона; Модифицирующие состав анализируемой пробы: - метод добавок определяемой фазы, - метод разбавления пробы; Бесстандартные методы: - ссылочных интенсивностей (по корундовым числам); - группового анализа набора однотипных проб; Расчетные методы: - методы полнопрофильного анализа (метод Ритвельда).

Основное уравнение КРФА

Метод внешнего эталона

Безэталонные методы «корундовых чисел» КРФА Метод «корундовых чисел» (RIR) основан на накоплении в БД и использовании для КРФА корундовых чисел: отношения интенсивностей максимальных линий фазы j и корунда в смеси 1:1, т.е:

Точность результатов КРФА Факторы, влияющие на интенсивность аналитических линий фаз: Размеры частиц фаз (эффект микропоглощения). Верхняя граница размеров частиц, при которой эффект микропоглощения пренебрежительно мал (поправка по Бриндлею): (*) где d- диаметр частиц, μi(μ) - линейный коэффициент поглощения i-й фазы (образца). При анализе «грубых» порошков (не выполняется условие (*)) требуется введение мультипликативной поправки на микропоглощение: (**) Поправка определяется экспериментально по искусственным смесям такого же фазового и гранулометрического состава, что и анализируемые пробы. Фактор текстуры - преимущественная ориентация частиц (плоская или игольчатая форма). Слабые текстуры учитываются аналогично, в виде мультипликативной поправки (например, по Марч-Далласу).