Ⅰ X射線衍射為什麼能測定晶體結構
1912年,德國物理學家勞厄發現,X射線通過晶體時,產生強度隨方向而變化的散射效應,其強度變化是由於次生電磁波互相疊加和干涉造成的,這就是晶體X射線衍射。如果能找到一種波長適當的電磁波,讓它通過晶體發生衍射,就能提供晶體內原子排布的信息,從而測定出晶體結構。1914年,勞厄因這一發現而榮獲諾貝爾物理學獎金。X射線波長很短,約為10^-8厘米,晶體中原子間距離也在這個范圍內,晶體恰好可以做為X射線的衍射光柵。X射線射入晶體使晶體中原子的電子發生周期性振動,並向周圍空間發出電磁波,即次生X射線,從而引起散射。散射能力的大小與原子序和方向有關,原子序數大的原子具有較多的電子,散射能力強;在X射線入射的方向上散射能力強。在晶體結構研究中,勞厄提出了描述晶體X衍射基本條件的勞厄方程;1913年,英國物理學家布喇格提出了比較直觀的X射線衍射方程,即布喇格方程,並因此榮獲1915年度的諾貝爾物理學獎金。這兩個方程的實質是一樣的,都把X射線衍射方向和晶體單元晶胞參數聯系起來,是確定晶體結構的重要依據。用X射線衍射測定單晶結構的具體方法有幾種,依衍射強度記錄方式不同可分為照相法和衍射儀法。例如,勞厄照相法,是用連續的X射線照射在靜止不動的單晶體上,用平板底片拍攝衍射圖,測量底片上衍射圖的黑度獲得衍射強度的數據,來測量晶體的對稱性晶體的定向。韋森堡照相法是在晶體轉動時底片也來回擺動,將原在同一層線的衍射線感光點分開,這種方法可以確定晶體微觀對稱性和晶格參數。現在最為通用的四圓單晶衍射儀,晶體取向和計數器調節都很方便,能准確測定晶體參數,並將衍射點的強度數據依次自動收集,簡化了實驗過程,提高了測試精確度,是當前晶體結構分析的強有力工具。用X射線衍射測定多晶樣品成分和結構的方法即多晶X射線衍射法,也叫粉末法。
Ⅱ X射線衍射的方向和強度與晶體結構之間的有什麼對應關系
1912年勞埃等人根據理論預見,並用實驗證實了X射線與晶體相遇時能發生衍射現象,證明了X射線具有電磁波的性質,成為X射線衍射學的第一個里程碑。當一束單色X射線入射到晶體時,由於晶體是由原子規則排列成的晶胞組成,這些規則排列的原子間距離與入射X射線波長有X射線衍射分析相同數量級,故由不同原子散射的X射線相互干涉,在某些特殊方向上產生強X射線衍射,衍射線在空間分布的方位和強度,與晶體結構密切相關,每種晶體所產生的衍射花樣都反映出該晶體內部的原子分配規律。這就是X射線衍射的基本原理。
Ⅲ 晶體衍射強度與什麼有關
晶體內部結構基元之間散射X射線相互干涉,強度加強的那些方向。用衍射線偏離入射線的角度表示,是晶體對X射線衍射兩要素之一。 衍射方向決定於晶體內部結構周期重復的方式和晶體安置的方位。測定晶體的衍射方向
Ⅳ 關於X射線粉末衍射中結構因子的問題
對於X射線衍射譜圖的解析,在計算衍射峰強度的過程中,有多個影響因素,結構因子F(hkl)只是其中應該影響因素。故,整個譜圖各衍射峰的強度是不一樣的。
影響衍射強度各因子的物理意義:
衍射線的強度能反映晶體內微觀結構信息,因此進行衍射強度分析的過程也是完成晶體結構判斷的過程;衍射強度分析是衍射分析基本理論的重要組成部分。由衍射積分強度表達式
I(hkl)=...(這個網頁不好輸入,略,書上可以查到)
知,影響實際單相粉晶的某條衍射線強度的因素很多,其中可分為6大部分的6種影響因素:
第1部分是物理常數,不屬於影響因素;
第2部分為實驗參數。列為第一個影響因素的原子散射因子f就與實驗參數有關,在第三部分中出現。
第3部分是與樣品晶體結構有關的參數。其中多重性因子P和結構因子F(hkl)是第2個第3個影響因素;
第4部分是與布拉格角(掠射角)θ有關的角因子,它由兩個因子洛倫茲(Lorentz)因子和偏振因子(或稱為Thomson因子)合並而成,現在統稱為洛倫茲因子,用LP表示,
LP=[1+(cos2θ)^2]/[2sin(2θ)]。
第5部分是導致X射線強度衰減的吸收因子,它也是一個影響因素。
第6部分是為修正原子熱振動影響的溫度因子。
Ⅳ 晶體衍射面及強度
1.XRD衍射強度和峰的寬度與樣品顆粒大小,還是與晶體顆粒大小有關樣品中晶粒越小,衍射峰的峰高強度越來越低,但是峰越來越寬,實際上利用X射線衍射峰的寬化對樣品的結晶顆粒度分析就是根據這個原理的(Scherrer公式)。晶粒大小和顆粒大小有關系,但是其各自的含義是有區別的。一顆晶粒也可能就是一顆顆粒,但是更可能的情況是晶粒抱
Ⅵ x射線衍射強度與晶體生長方向有何關系
X射線衍射的方向:由於晶體中原子或電子的分布具有點陣式的周期性規律,由周期性排列的原子散射次生X射線相互干涉最大加強的方向,衍射方向與晶胞參數有關(Laue方程和Brag方程)
衍射強度:不具有周期性排列的原子所散射的次生X射線相互干涉,對各個衍射方向上的衍射強度產生影響。衍射強度與晶胞內原子的分布相關。
Ⅶ 根據X射線衍射實驗數據可以得到哪些信息
一、譜圖橫坐標2θ,從而知道掠射角θ(入射角的餘角,又稱為布拉格角).然後就可以求得譜線對應的晶面-晶面間距d值;最後可獲得晶體的長寬高幾何尺寸.
可參見我的以前回答:
二、譜圖的譜線強度(縱標);如果是照片、感光底片的話,就是光斑的亮度.
影響衍射強度各因子的物理意義及其計算方法
衍射線的強度能反映晶體內微觀結構信息,因此進行衍射強度分析的過程也是完成晶體結構判斷的過程;衍射強度分析是衍射分析基本理論的重要組成部分.影響實際單相粉晶的某條衍射線強度的因素很多,其中可分為6大部分的影響因素:
第1部分是物理常數,不屬於影響因素;
第2部分為實驗參數,列為第1個影響因素的原子散射因子f與實驗參數有關.
第3部分是與樣品晶體結構有關的參數.其中多重性因子p和結構因子F(hkl)是第2個和第3個影響因素;
第4部分是與布拉格角(掠射角)θ有關的角因子,它由兩個因子合並而成:偏振因子(或稱為Thomson因子)和洛倫茲(Lorentz)因子 ;
第5部分是導致X射線強度衰減的吸收因子,它也是一個影響因素;
第6部分是為修正原子熱振動影響的溫度因子.
其中結構因子F(hkl)最感興趣:
F(hkl)由晶格結構決定,即由晶胞中原子的種類和原子位置分布決定.通常Fj表原子的原子散射因子,用Xj、Yj、Zj表原子j的位置.Fj的物理意義是j原子的相對於一個電子的散射波振幅之比,可按公式計算.結構因子是決定衍射強度的主要因素,它的計算方法一般為先假設晶胞中原子的可能坐標(xyz)然後進行結構振幅或衍射強度的計算,將計算結果與實測數據進行比較,若兩者吻合並且還能得到其它實驗如NMR、IR的旁證,則說明所假設結構正確;否則需修正假設,再計算,再比較,直至逼近吻合.這就是通過結構因子推求晶體結構的主要途徑.F(hkl)有各種表達式.這裡面的理論知識很多,也是X射線衍射分析的高級研究內容,這里不能贅述.
三、所有橫標縱標信息、強度信息、譜線分布譜線組合全體搭配信息,通俗地講就是衍射花樣,是XRD的重要信息,從中可能也可以導向對譜圖進行解析、歸屬譜線到晶面、推導出晶體的晶系晶型等等!
Ⅷ 衍射線在空間的方位取決於什麼而衍射線的強度又取決於什麼
原理:X射線衍射法是一種研究晶體結構的分析方法,而不是直接研究試樣內含有元素的種類及含量的方法。當X射線照射晶態結構時,將受到晶體點陣排列的不同原子或分子所衍射。X射線照射兩個晶面距為d的晶面時,受到晶面的反射,兩束反射X光程差2dsinθ使入射波長的整數倍時,即2dsinθ=nλ(n為整數),兩束光的相位一致,發生相長干涉,這種干涉現象稱為衍射,晶體對X射線的這種折射規則稱為布拉格規則。θ稱為衍射角(入射或衍射X射線與晶面間夾角)。n相當於相干波之間的位相差,n=1,2…時各稱0級、1級、2級……衍射線。反射級次不清楚時,均以n=1求d。晶面間距一般為物質的特有參數,對一個物質若能測定數個d及與其相對應的衍射線的相對強度,則能對物質進行鑒定。
Ⅸ 為什麼粉末線在指標化以前不能確定衍射指標
由於對已收集單晶或多晶衍射強度實驗數據組在正當晶格晶軸系基向量 或倒易晶格晶軸系基向量基礎上逐個賦予每個衍射以衍射指標hkl的操作過程稱為(衍射)指標化。所以不能用粉末線確定衍射指標。
對不同晶態樣品及不同收集衍射實驗數據的方法,如粉晶法、回擺法、旋進法、四圓單晶儀法、面探測儀法等,其指標化的方式、進程與難易程度均各不相同,但其共同前提是先需明確確定晶體晶軸系對應的三個基向量。
(9)衍射線強度能反映晶體哪些信息擴展閱讀:
點陣點、直線點陣和平面點陣的指標。點陣點指標uvw。
晶體中的原子是空間點陣中的一個點陣點。一般化的點用uvw表示,它代表由空間點陣原點向該點所引向量r在三個軸上的分量分別是三軸基矢a、b、c的uvw倍,即
r=ua+vb+wc
u、v、w三個數字可以是正值,如412;也可以是負值,負值表示是基矢反方向,把負號「-」放在該數字的上方,如(-1)2(-3) 。超過9的數值可在下部劃線以表示其整體是u或v或w的數值,如1212表u=1,v=2,w=12的點陣點。余類推。
Ⅹ 從XRD測試結果可以獲得那些信息
我的許多回答都和你的問題有關,可以去看看:
http://..com/question/211197705.html,
如何分析X射線粉末衍射圖譜和數據?:http://..com/question/126659189.html?fr=qrl&cid=984&index=3&fr2=query;
運用XRD分析結果進行晶相鑒定:http://..com/question/123478742;
x射線衍射的原理及其可以解決的問題(應用):http://..com/question/122264851;
一、譜圖橫坐標2θ,從而知道掠射角θ(入射角的餘角,又稱為布拉格角)。然後就可以求得譜線對應的晶面-晶面間距d值;最後可獲得晶體的長寬高幾何尺寸。
http://..com/question/156881338.html
http://..com/question/122433124.html
http://..com/question/126659189.html
二、譜圖的譜線強度(縱標);如果是照片、感光底片的話,就是光斑的亮度。
影響衍射強度各因子的物理意義及其計算方法
衍射線的強度能反映晶體內微觀結構信息,因此進行衍射強度分析的過程也是完成晶體結構判斷的過程;衍射強度分析是衍射分析基本理論的重要組成部分。
三、所有橫標、縱標信息、強度信息、譜線分布、譜線組合、全體搭配信息,通俗地講就是衍射花樣,是XRD的重要信息,從中可能、也可以導向對譜圖進行解析、歸屬譜線到晶面、推導出晶體的晶系晶型等等!