Кристаллическая структура, диффракция рентгеновских лучей

Вышеупомянутая диффракция пучка электронов, падающих с определенной скоростью на изучаемый объект, позволяет получать фотографии рассеянных электронных лучей или электронограммы, используемые для расшифровки многих деталей строения аморфных и кристаллических веществ, и без применения электронного микроскопа. Так как в отличие от рентгеновских лучей электроны могут проникать в изучаемый объект лишь на весьма незначительную глубину, то этот метод применяется только для исследования либо тонких пленок (окисные пленки на металлах), либо структуры кристаллических веществ, образующих тонкие чешуйки (минералы глин, слюды), либо изменений поверхностных слоев твердых материалов после химической или механической их обработки (шлифовка, полировка, наклеп металлов и т. п.). В СССР работы по изучению структуры окисных пленок на кристаллах железа, алюминия и других металлов провели Данков и Шишаков. Пинскер и его сотрудники применили электронографический анализ к изучению тонкой структуры каолинита, монтмориллонита и пирофиллита. [c.53]

При помощи рентгеновских лучей вещество можно изучать во всех агрегатных состояниях. Однако при изучении структуры газов или паров вместо рентгеновских лучей обычно используют пучки электронов в гл. IV упоминалось о диффракции рентгеновских лучей в жидкостях. В этом разделе будет рассмотрена диффракция рентгеновских лучей только в кристаллических твердых телах. [c.223]

Метод диффракции рентгеновских лучей в состоянии доставить детальные сведения о структуре кристаллических веществ. В случае аморфных веществ его возможности значительно более ограничены. Так, при изучении линейных полимеров основные данные, полученные при рентгенографическом изучении, относятся к кристаллическим веществам. Наиболее существенными данными являются заключения о конфигурации молекул полимера и о способе, которым отдельные молекулы расположены в кристалле. В нашем стремлении [c.139]

При изучении строения молекул волокнообразующих полимеров довольно широко используется и метод диффракции рентгеновских лучей. В этом случае точные данные можно получить только при условии, что исследуемый образец является кристаллическим, т. е. молекулы расположены определенным образом в трехмерном порядке. Более детально кристаллическая структура линейных полимеров будет рассмотрена в гл. XI. Здесь же следует отметить только, что хотя высокополимеры почти никогда не бывают полностью кристаллическими, тем не менее в большинстве случаев, а особенно в случае волокнообразующих полимеров, часть полимера (иногда очень значительная) состоит из небольших областей кристаллического строения, причем в вытянутых образцах кристаллические области ориентированы так, что молекулярные цепи располагаются параллельно направлению действующей силы. В принципе тщательное рентгенографическое исследование таких ориентированных образцов может дать подробную картину структуры кристаллических областей, включая пространственную конфигурацию молекул и их расположение. [c.207]

Изучение диффракции рентгеновских лучей [13, 14] показало, что трифторид урана имеет кристаллическую структуру, сильно отличающуюся от структуры тетрафторида. Трифторид урана изоморфен трифторидам редкоземельных элементов лантана, празеодима, церия и неодима. [c.288]

Техника диффракции рентгеновских лучей в принципе может быть использована для получения сведений о размере кристаллитов, а также о структуре кристаллов, т. е. о точном расположении атомов в кристаллической решетке. Для структурного анализа важно работать с растянутым каучуком и, таким образом, использовать преимущества той упорядоченности, которая при этом возникает. Даже при этом условия менее выгодны, чем в случае отдельного кристалла, так как, хотя кристаллиты расположены упорядоченно относительно одного измерения (оси волокна), они беспорядочно ориентированы относительно двух других измерений. Кроме того, малый размер кристаллитов приводит к расширению пятен на диффракционной картине, а наличие аморфного фона еще больше увеличивает трудность измерения достаточно большого количества положений пятен и их интенсивностей. [c.146]

В некоторых случаях можно достигнуть дополнительной ориентаций путем холодной вытяжки тонких пленок или прокаткой или прессованием образцов волокна в этом случае не только макромолекулы стремятся расположиться в направлении действия растягивающего усилия, ной отдельные плоскости кристалла стремятся расположиться в плоскости пленки. Степень такой ориентации зависит от структуры кристалла этот эффект наиболее заметен в полиамидах молекулы, связанные водородными связями, образуют плоскости, которые стремятся расположиться параллельно поверхности. Образцы, в которых имеется как плоскостная ориентация, так и ориентация макромолекул, ведут себя в отношении диффракции как несовершенные кристаллические двойники диффракционная картина наблюдается в этом случае только при расположении образцов под определенными углами к пучку рентгеновских лучей еще лучше производить съемку на движущуюся пленку при помощи гониометра Вайсенберга. Рассмотрение полученных рентгенограмм позволяет установить ориентацию плоскостей кристалла по отношению к плоскости образца и таким образом проверить предполагаемые размеры элементарной ячейки и найти индексы плоскостей кристалла. [c.266]

Рентгеновский анализ. Этот метод позволяет провести более глубокое исследование кристаллической структуры пленок, установить тип решетки и основные параметры решетки путем рент-гено-анализа, т. е. исследования диффракции рентгеновских лучен после прохождения через кристаллическую структуру пленки. Так как рентгеновские лучи обладают большой жесткостью— глубоко проникают в образец, то обычно предпочитают исследовать снятый материал пленки. [c.35]

В связи с вопросом о природе иона водорода в растворе интересно отметить, что методом диффракции рентгеновских лучей было показано, что кристаллический гидрат хлорной кислоты H lOj-HaO имеет в основном такую же структуру, как и хлорнокислый аммоний. Поскольку последний состоит из взаимно проникающих решеток, образованных из ионов NH " и СЮГ, то вполне вероятно, что первое соединение построено, из ионов НзО и СЮГ- [c.415]

Полиэтилен, полученный на окисных катализаторах, имеет линейную структуру почти без разветвлений и содержит больше кристаллитов (93%), чем полиэтилен, полученный методом радикальной полимеризации (содержание кристаллических продуктов 64—69%). Полученный полиэтилен исследовали с помощью инфракрасной спектроскопии, ядерного резонанса и диффракции рентгеновских лучей. Было установлено, что полимер содержит главным образом неразветвленную полиметиленовую цепь с одной винильной группой на одном конце и одной метильной - на другом. [c.16]

Открытие Лауэ диффракции рентгеновских лучей в кристаллической решетке дало возможность проникнуть во внутреннее строение кристаллов. В. Г. Брэггу и В. Л. Брэггу первым удалось не только определить взаимное расположение атомов в кристаллической решетке для ряда солей, но и расстояния между соседними атомами. Полученный экспериментальный материал подтвердил выдвигавшуюся и ранее концепцию, согласно которой кристаллы составлены из сферических атомов или ионов, находящихся между собой в контакте. Однако точное определение радиусов атомов и ионов на основании многочисленного экспериментального материала произвел лишь 14 лет спустя после открытия Лауэ В. М. Гольдшмидт в 1926 г. [ ]. Он установил также, что радиусы ионов не являются постоянными, а зависят от координационного числа и заряда соседних ионов. Полученные им данные показали, что атомы и ионы, из которых строится кристаллическая решетка, не могут рассматриваться как несжимаемые сферы, а наоборот, оказываются склонными к деформации — поляризации в поле соседних ионов. С увеличением координационного числа растет и радиус центрального иона. У бинарных соединений при переходе от структуры с координационным числом 4 (типа ZnS) в структуре с координационным числом 6 (тип Na l) радиус увеличивается на 5% , а при дальнейшем переходе к структуре с координационным числом 8 (тип s l) на 3%. Радиус атома в значительной степени зависит также от типа связи его с соседними атомами. Когда элемент находится в металлическом состоянии, радиусы его атомов резко отличаются от радиусов тех же атомов, когда они связаны в кристаллической решетке ковалентной или ионной связью. Позднейшие исследования показали, что в ряде соединений радиусы ионов имеют среднее значение между радиусами для чисто ионной и для ковалентной связи. С точки зрения квантовой меха- [c.85]

Данные по диффракции рентгеновских лучей позволяют установить наличие и количество кристаллических фаз в катализаторах, а также судить о количестве, размерах и порядке расположения кристаллитов, о межпло-скостных расстояниях, а в некоторых случаях—о кристаллической структуре и т. д. Обычно катализаторы изучают методом диффракции на порошках, и образцы восстановленных или обработанных катализаторов, подвергаемые рентгенографическому исследованию, могут быть легко приготовлены без соприкосновения с воздухом. Идентификацию фаз можно проводить сравнением с рентгенограммами порошков заведомо чистых веществ или с опубликованными в литературе снимками таковых [7]. Этим методом можно идентифицировать фазы, присутствующие в невосстановленном, восстановленном и отработанном катализаторе и проследить измене- [c.36]

Количественный анализ катализаторов методом диффракции рентгеновских лучей сложен и не очень точен по следующим причинам а) диффузный фон, образующийся как из-за особенностей аппаратуры, так и из-за различного рода неупорядоченности в кристаллитах б) расширение линий в) различие в отражениях от различных фаз вследствие различий в рассеивающей силе составляющих атомов г) различия в интенсивности рассеивания, определяющиеся размерами единичной ячейки и степенью асимметрии д) случайная интерференция линий е) флюоресцентное излучение от образца и трудности, присущие методам измерения интенсивности линий. Применение в качестве стандарта кристаллического образца с диффракционными линиями, близкими к линиям определяемой фазы, смягчает влияние некоторых из указанных факторов. Интенсивность рассеянного рентгеновского излучения, вызванного наличием данной фазы, с поправкой на различные. эффекты, указанные выше, линейно зависит от ее концентрации, но четкость диффракционной картины зависит от величины и упорядоченности кристаллитов. Большие кристаллиты дают резкие интенсивные диффракционные линии, в то время как маленькие кристаллиты дают широкие размытые линии. В некоторых случаях вещества с очень маленькими кристаллитами, например голи аморфной окиси железа, дают очень широкие диффракционные линии, которые с большим трудом можно отличить от фона беспорядочно отраженного рентгеновского излучения [8]. Поскольку многие катализаторы приготовляются методами, обусловливающими образование относительно аморфных структур с сильно развитой поверхностью, их рентгенограммы получаются слабыми и расплывчатыми и даже качественный анализ по рентгенограммам представляет большие трудности. Смесь малых количеств кристаллического вещества с большим количеством почти аморфг ного вещества может дать диффракционную картину только кристаллического вещества. Интенсивность диффракпионных линий увеличивается с ростом порядкового номера атомов, образующих кристаллическую решетку. В отработанных железных, кобальтовых или никелевых катализаторах синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода обычно нельзя установить характеристическиа линии углерода, даже если он присутствует в значительных количествах. Однако углерод, присутствующий в виде карбидов, можно обнаружить, поскольку расстояния между отражающими плоскостями из атомов металлов в карбидах обычно отличаются от этих расстояний в чистом металле. [c.37]

При мезомерии имеется особенно сильное взаимное влияние связей между соседними или связанными в циклическую систему атомами. Это влияние проявляется как в химическом гюведении, так и в структуре соединений, в межатомных расстояниях и валентных углах. Определение структуры при помощи рентгеновских интерференций, диффракции электронов и рентгеновских лучей дает в настоящее время возможность определять доволыю точно межатомные расстояния и валентные углы как в кристаллических решетках, так и в изолированных молекулах, находящихся в газовой фазе, а частично таки<е и в жидкостях. В общем неточности в определении межатомных расстояний находятся в пределах 1—2 , в определении валентных УГЛОВ 2—4°. В последнее время, в частности в Америке, выполнены многочисленные определения подобного юда. Эти данные являются ценным дополнением для классической стереохимии, модели которой при этом оказались подтвержденными во всех своих существенных чертах. Их размеры установлены при помощи определения межатомных расстояний, о чем классическая стереохимия не могла дать никаких сведений. [c.391]