儀器分析：第七章 X射線光譜和表面分析法 X射線衍射分析

2024/4/15第七章

X射線光譜和表面分析法第二節(jié)X射線衍射法7.2.1

基本原理7.2.2

粉末衍射分析7.2.3

單晶衍射分析X-rayspectrometryandsurfaceanalysisX-raydiffraction2024/4/157.2.1

基本原理

1.晶體特性晶體：原子、離子、分子在空間周期性排列而構成的固態(tài)物，三維空間點陣結構；點陣+結構基元。晶胞：晶體中空間點陣的單位，晶體結構的最小單位。晶胞參數(shù)：三個向量a，b，c及夾角

，

，

。r,s,t；1/r,1/s,1/t：晶面在三個晶軸上的截數(shù)和倒易截數(shù)。1/r∶1/s∶1/t=h∶k∶l；晶面(110)與c軸平行。2024/4/15基本原理在入射X光的作用下，原子中的電子構成多個X輻射源，以球面波向空間發(fā)射形成干涉光；強度與原子類型、晶胞內(nèi)原子位置有關；衍射圖：晶體化合物的“指紋”；多晶粉末衍射法：測定立方晶系的晶體結構；

Bugger方程：2dsin

=n

將晶面間距d和晶胞參數(shù)a的關系帶入：2024/4/157.2.2粉末衍射分析單色X射線源；試樣臺（試樣本身衍射晶體）；檢測器：

X光管產(chǎn)生K

線和K

線，通過薄鎳箔后可將其中的K

線過濾掉，獲得單色K

線。照射試樣晶體后產(chǎn)生衍射，采用閃爍檢測器記錄衍射圖。測定時，通常使試樣晶體平面旋轉(zhuǎn)，使X射線能對晶體各部位進行照射。光源對試樣以不同的

角進行掃描，檢測器則以2

角位置進行探測。

2024/4/15儀器特點

X射線衍射儀與X射線熒光儀相似，主要區(qū)別：

(1)單色X射線源；(2)不需要分光晶體。試樣本身為衍射晶體，試樣平面旋轉(zhuǎn)，光源以不同

角對試樣進行掃描。

2024/4/15應用

Bugger方程：2dsin

=n

將晶面間距d和晶胞參數(shù)a的關系帶入：由測定試樣晶體的衍射線出現(xiàn)情況，可確定晶體結構；

例：求Al的晶胞參數(shù)，用Cu(K1)射線（=0.15405nm）照射樣品，選取

=81.17°的衍射線(333)，則2024/4/157.2.3單晶衍射分析儀器：計算機化單晶X射線四圓衍射儀四圓：

，

，

，2

圓：圍繞安置晶體的軸旋轉(zhuǎn)的圓；

圓：安裝測角頭的垂直圓，測角頭可在此圓上運動；

圓：使垂直圓繞垂直軸轉(zhuǎn)動的圓，即晶體繞垂直軸轉(zhuǎn)動的圓。2024/4/15應用

能提供晶體內(nèi)部三維空間的電子云密度分布，晶體中分子的立體構型、構象，化學鍵類型、鍵長、鍵角，分子間距離及配合物配位數(shù)等。2024/4/15內(nèi)容選擇：結束7.1X射線熒光光譜法

7.2

X射線衍射法