1X射线衍射学基本.ppt

1 X射线衍射物相分析 1.1 X射线衍射学基础 肉眼看不见，但可使照相底片感光，使荧光物质反光，使气体电离； 能穿透可见光不能穿透的物质； 直线行进在电场和磁场中，不发生偏转，对普通光栅不产生衍射； 对生物体有较强的损害作用。 1.1.2 X射线的产生及其特征 （2）X射线谱 X射线波长vs相对强度 连续X射线谱： 具有连续波长的X射线谱。（白色） 谱线特征： X射线相对强度随其波长改变而连续变化; 在短波方向有一波长极限： 短波限 ?0 随管电压增高，相对强度增大，但谱形相似；最大强度约在1.5?0 。 谱线特征: 连续X射线谱上叠加若干条具有一定波长的谱线。 随管电压增大，特征谱线波长不变，仅整个谱线强度增加。 原子的标识X射线谱的产生 K系(辐射)X射线谱： K?：L层电子向K层空位跃迁辐射的X射线（几率高而强度最大，约为K? 的5倍）； K?：M层电子向K层空位跃迁辐射的X射线（几率小而能量高波长短）； K?：N 层电子向K层空位跃迁辐射的X射线。 L系(辐射) X射线谱： L?：M层电子向L层空位跃迁辐射的X射线； L?：N层电子向L层空位跃迁辐射的X射线； …… 以上各系共同构成该原子的标识X射线谱。 在X射线晶体衍射工作中，主要利用的是K系辐射。 因K层电子与原子核的结合能最大，故发生K系激发时，必伴随其它各系的激发和辐射，但均因强度较弱、波长很长而只能观测到K系辐射。 标识X射线波长和强度 显然，此X射线的波长仅与原子序数有关（标识），又称为单色X射线。 强度与管电流 i 和管电压V 有关： 散 射 吸 收 激发K系光电效应时，X射线光子的能量必须大于（其临界值应等于）为击出一个K层电子所作的功： 在不同的场合，对于λK 有不同的要求： 衍射分析用单色X射线时，激发（管）电压的选择由阳极靶材料的K系激发限决定： 透 射 式中: I0 — 入射X射线的强度； IH — 通过厚度为H的物质后X射线的强度； μ — 线衰减系数：表示单位体积物质对X射线强度的衰减程度； μm — 质量衰减系数：表示单位重量物质对X射线的衰减程度。 常用阳极靶与配用滤波片(《测试方法》P13表1－2） X射线与物质的相互作用(小结) 1.1.4 晶体结构 在极射赤平投影面上： 水平晶面的投影点位于基圆的中心； 直立晶面的投影点位于基圆的圆周； 倾斜晶面的投影点位于基圆内（且晶面倾角越小越近水平，投影点越近圆心）。 （《固体材料结构基础》P116图3-54，55） 立方晶胞{100}的极点 {100}的极射投影 光源在(-100)晶面的极点上 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （《结晶学》P36图3-11） 与（幻灯）屏幕垂直的一组晶面的赤平极射投影： （这组晶面的法线均平行于屏幕平面） 上半球的极点 × 下半球的极点 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 定义：倒点阵的三个基矢与晶体点阵（又称正点阵）基矢的关系为 （1.10） 1.1.4.3 倒易点阵 （1.11） 式中：a、b、c——正点阵的三个基矢 a*、b*、c*——倒易点阵的三个基矢 V——点阵阵胞体积 ：a×b ·c 或用另一种形式： （1.12） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由式1.10 知：倒易基矢（矢量）垂直于其同指数晶面。 如： ∵ a* 同时垂直于b和c，即垂直于bc构成的平面——（100）