Симметрия и дифракция

Стабильность и сферическая симметрия электронных оболочек атомов инертных газов предопределяют образование кубической гранецентрированной решетки при переходе в твердое состояние. Структура этих элементов в жидком состоянии исследовалась методом дифракции рентгеновского излучения и нейтронов. [c.156]

Симметрия К. проявляется не только в нх структуре и св-вах в реальном трехмерном пространстве, но также и при описании энергетич. спектра электронов кристалла, при анализе дифракции рентгеновских лучей и электронов в кристаллах в обратном пространстве и т. п. [c.537]

При изучении монокристалла (чаще всего в виде шарика диаметром 0,1-0,3 мм) по углам дифракции устанавливают форму и размеры элементарной ячейки кристалла. По закономерному отсутствию нек-рых отражений судят о пространств. группе симметрии кристалла. По интенсивности отражений рассчитывают абс. значения структурных амплитуд. Структурные амплитуды-коэффициенты рядов Фурье, с помощью к-рых представляют ф-цию распределения электронной плотности р(г), где г-радиус-вектор любой точки в элементарной ячейке кристалла. Положения максимумов этой ф-ции отождествляют с положением атомов, а по форме максимумов судят о тепловых колебаниях атомов. Фазы структурных амплитуд (т.е. сдвиг фазы отраженной волны по отношению к падающей) в общем случае непосредственно из эксперимента определить нельзя для этого разработаны спец. косвенные методы. [c.241]

Представления о симметрии очень важны как в связи с теоретическим, так и экспериментальным изучением строения атомов и молекул. Основные принципы симметрии применяются в квантовой механике, спектроскопии и для определения структуры при помощи дифракции нейтронов, электронов и рентгеновских лучей. Природа дает множество примеров симметрии, и это особенно очевидно, когда молекулы исследуются в равновесных конфигурациях. Для равновесной конфигурации атомы считаются фиксированными в их средних положениях. Когда существует симметрия, некоторые расчеты упрощаются, если ее принимать во внимание. Симметрией определяется также, может ли молекула быть оптически активной или иметь дипольный момент. Отдельные молекулы в отличие от кристаллических твердых тел (гл. 19) не ограничены симметрией, которой они могут обладать. [c.407]

Владея этим законом, можно построить систему правил, при помощи которых по геометрии дифракционной картины удается исчерпывающим образом охарактеризовать геометрию решетки, т. е. определить симметрию и размеры элементарной ячейки кристалла. Удается избавить исследователя от этих расчетов, используя остроумные методы съемки, в которых кристалл поворачивается, а пленка, закрытая специальной ширмой с тонкой прорезью, находится в движении, согласованном с вращением кристалла. В подобных камерах в известном смысле удается фотографировать кристаллическую решетку. На рис. 48 изображена такая рентгенограмма. Пятна рентгенограммы расположились в прямоугольной сетке, ячейка которой отображает соответствующее сечение ячейки кристалла. Благодаря особенности дифракции изображение получается обратным — расстояния между пятнами пропорциональны не самим периодам повторяемости в кристаллической решетке, а их обратным величинам. [c.353]

Детальный обзор, посвященный изучению ряда гидратированных органических кристаллических структур методами рентгеноструктурного анализа и дифракции нейтронов, выполнен Кларком [21 ]. Приведенные в этом обзоре таблицы содержат данные для гидратированных пептидов, галогенсодержащих соединений, алкалоидов, органических кислот, солей, производных аминокислот и металлорганических соединений. Кристаллографические характеристики включают тип решетки, симметрию, пространственную группу и ее номер, параметры ячейки, число независимых молекул в элементарной ячейке, вычисленные и измеренные значения плотности. [c.512]

Типичная картина дифракции от чистого кристалла воспроизведена на рис. 3. На фотографии отчетливо видна четверная симметрия, соответствующая симметрии расположения атомов никеля на поверхности, изображенной на рис. 4. Азимут дифракционных пятен рис. 3 обозначен буквами А (см. рис. 4). [c.116]

Определение структуры кристалла всегда основано на сопоставлении методом проб и ошибок наблюдаемых и расчетных интенсивностей дифракционных максимумов. Чтобы получить полный набор максимумов на рентгенограмме, необходимо изучать монокристалл размером не менее 20—50 мкм. На рентгенограммах порошков многие дифракционные максимумы не наблюдаются из-за их перекрывания или из-за того, что их интенсивность не превышает уровень фона. Это создает значительные трудности в определении рентгенографическим методом пространственной группы симметрии. При изучении мелкокристаллических цеолитов методом дифракции электронов легко детектировать дополнительные слабые отражения, но появление большого числа отражений затрудняет расшифровку. Изучение морденита, эрионита и цеолита Ь доказало ценность этого метода, однако для изучения многих других мелкокристаллических цеолитов дифракция электронов пока не применялась. [c.32]

В последнее время все большее внимание при изучении углеродных материалов уделяется спектроскопии комбинационного рассеяния (КР-спектроскопия) [37—39]. На рис. 10 представлены типичные спектры КР для различных углеродных материалов. Природный графит характеризуется одной резкой полосой в спектре при 1580 см . Она соответствует дважды вырожденным деформационным колебаниям шестичленного кольца в Егя электронной конфигурации /)вл кристаллической симметрии. В случае не полностью упорядоченных переходных форм углерода (измельченный графит, пирографит, уголь, сажа) появляется вторая полоса при 1360 см Ч Она отвечает вибрационным состояниям разрушенной гексагональной решетки вблизи границы кристалла. Отношение интенсивностей этих полос характеризует поэтому степень кристалличности или усредненный диаметр микрокристалла, аналогичный тому, который рассчитывается из данных по дифракции рентгеновских,лучей. [c.33]

В методе Лауэ для исследования берут один кристалл и облучают пучком рентгеновских лучей с широким диапа.юном длин волн, в котором всегда б дут волны, длина которых удовлетворяет условию дифракции. На фотографической иластиике, расположенной за кристаллом, возникает черное нягно в том месте, куда падает прямой пучок рентгеновских лучей, н ряд других пятен, указывающих на преимущественное рассеяние нучка рентгеновских лучей в определенных направлениях. Характер дифракционной картины отражает симметрию расположения aioMDs в плоскостях, перпендикулярных направлению луча. Облучая неизвестный кристалл вдоль различных направлений, можно получить представление о симметрии расположения в нем атомов. Обработка полученных данных позволяет расшифровать структуру кристалла. [c.202]

Например, исследование гексагидрата уранилнитрата проводилось рентгеноетруктурным методом, с помощью которого были определены параметры элементарной ячейки, установлена группа симметрии, предложена структура [LI02(N0з)2(H20)2] НаО, но положение молекул кристаллизационной воды осталось неизвестным (рис. 6.8). Применение метода нейтронной дифракции позволило установить структуру полностью. Два атома кислорода уранила расположены перпендикулярно плоскости рисунка атом урана по экватору окружен неправильным шестиугольником (четыре атома кислорода двух групп ЫОз и два атома кислорода молекул воды). [c.209]

Физические свойства вещества зависят от атомного состава, структуры, характера движения и взаимодействия частиц. Для определения этих параметров используются разнообразные физические методы исследования. К ним относятся методы, основанные на явлении дифракции рентгеновского излучения, электронов п нейтронов. Явление дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах было открыто М. Лауз в 1912 г. Оно явилось началом рентгеноструктурного анализа твердых тел, жидкостей и газов. Советские ученые А. Ф. Иоффе, С. Т. Конобеевский, Н. Е. Успенский, Н. Я. Селяков одними из первых применили рентгеноструктурный метод для определения геометрических размеров кристаллических решеток и их пространственной симметрии, нахождения координат атомов кристалла, обнаружения преимущественных ориентировок (текстур), возникающих при деформации твердых тел, исследования внутренних напряжений, построения диаграмм состояния. Их основополагающие работы в этой области получили дальнейшее развитие в трудах Г. В. Курдюмова, Г. С. Жданова, Н. В. Белова, В. И. Данилова, В. И. Ивероновой, А. И. Китайгородского, Б. К. Вайнштейна и др. [c.4]

Для доказательства строения дифенилена Лотроп привел данные анализа, превращение углеводорода во фталевую кислоту при окислении хромовой кислотой и восстановление до дифенила при гидрировании над медью, нагретой до красного каления. Он установил, что молекула обладает по меньшей мере одной плоскостью симметрии, поскольку из иодидов 4,4 - и 5,5 -диметилдифенилен-2,2 -иодония получается один и тот же углеводород, а именно 2,7-диметилдифениле1Н. Маловероятная возможность, что углеводород представляет собой бенз]1иклооктатетраен, была исключена, когда был осуществлен синтез последнего соединения. Измерения дифракции электронов и рентгеноструктурный анализ полностью подтвердили строение дифенилена. Так, среднее расстояние С—С в шестичленных кольцах оказалось равным 1,39 А, а длина связи Сд—Сщ— равной 1,52 А (Мак, 1961). [c.508]

В Э. при дифракции в электронном микроскопе применяют др. спец. методы, напр, метод сходящегося пучка и нанодифракции тонкого луча. В первом случае получают дифракц. картины, по к-рым можно определять симметрию (пространств. группу) исследуемого кристалла. Второй метод дает юзможность изучать мельчайшие кристаллы с поперечником в неск. нм. Известна также Э. молекул в газах, к-рая позволяет устанавливать строение свободных молекул орг. и неорг. в-в, молекул 8 парах рада соединений, налр. галогенидов металлов. [c.452]

Первые экспериментальные данные, показавшие, что в ПЭВД имеются упорядоченные области, были получены Банном в 1939 г., обнаружившим в рентгенограммах, наряду с диффузным галло резкие дифракционные рефлексы. Картина рентгеновской дифракции ПЭВД оказалась сходной с картиной рентгеновской дифракции нормальных алкановых углеводородов, например jjH,,. Полученные данные показали, что ПЭВД, как и нормальные алкановые углеводороды, кристаллизуется в орторомбической кристаллической модификации со следующими параметрами элементарной ячейки а = 0,736 нм, Ь = 0,492 нм, с = 0,254 нм, имеющей пространственную группу симметрии Вскоре была обнаружена связь между [c.142]

В 1929 г. Бэрнс исследовал расположение атомов кислорода в кристалле льда 1 с помощью дифракции рентгеновских лучей и показал, что атомы кислорода в кристалле льда 1 расположены в вершинах тетраэдра. В 1957 г. Петерсон и Леви с помощью дифракции нейтронов показали, что атомы водорода обычно находятся на расстоянии 1,0 А от одного из концов связи О—О и энергия их одинакова в любом положении. Исследования Петерсона и Леви показали также, что кристалл D2O не имеет правильной тетраэдрической симметрии (рис. 15) ни один из его углов нё равен точно 109°28 и длина связей 00"=5 00. Аналогичные результаты только с меньшей точностью были получены II для кристалла Н2О (Mero, 1934). [c.51]

В данном уравнении К представляет собой масштабный коэффициент, необходимый для того, чтобы привести экспериментальные данные (полученные в произвольном масштабе, зависящем от размера кристалла и интенсивности пучка рентгеновского излучения) к абсолютному масштабу рассеяния (величины /), используемому при определении расчетных структурных амплитуд (Fhfei) (или F ) из известных координат атомов Xj, yj, zj с использованием уравнения 11.2-7. Фактор А представляет собой коэффициент коррекции на поглощение рентгеновского излучения в соответствии с законом Бугера—Ламберта—Бера, который также должен учитьшать размер и характер (распределение сходных по симметрии граней) кристалла. Фактор Лоренца L компенсирует разницу в эффективных временах измерения для брэгговских отражений и зависит от брэгговского угла в и схемы экспериментальной установки. Р — поляризационный фактор, который позволяет учесть тот факт, что эффективность дифракции рентгеновских лучей зависит от поляризации падающего луча. [c.400]

В газовой фазе гексафторид ураиа пе ассоциирован. Молекула UFe по структуре принадлежит точечной группе симметрии О/, и имеет форму октаэдра, в котором длияа каждой из связей U — F одинакова и равна 0,2 нм, что следует из данных по колебатель- ным спектрам, диэлектрической проницаемости, электронной дифракции в паровой фазе, а также из согласия результатов определения термодинамических свойств по спектроскопическим данным и теплоемкости. [c.118]

Трудности в интерпретации точечных электронограмм возникают также из-за широко распространенного в структурах моноклинных амфиболов двойниковаиия в, плоскости (100). Наложение дифракционных картин от двух индивидов двойника не только симулирует изменение симметрии объекта, но и служит причиной появления запрещенных рефлексов, обусловленных эффектами вторичной дифракции. [c.123]

Нестехиометрическое соединение 8г хВ1хРеОз у со структурой типа перовскита было синтезировано при 1100 °С. Его химическая формула и валентное состояние железа определяли химическим анализом. Структуру и свойства устанавливали методами рентгеновской дифракции, ИК- и мессбауэровской спектроскопии. Соединение имеет РтЪт тип симметрии и обнаруживает полупроводниковые свойства. Ионы железа подвергаются реакции диспропорционирования. Синтез осуществляли при более низкой температуре и меньшей продолжительности процесса в сравнении с литературными данными [80]. [c.248]

Недавно Хэем и Келлером было установлено [321 (см. также [33]), что прокаткой и отжигом можно получить ориентированные листы полиэтилена низкой плотности, проявляющие при измерении широкоугловой рентгеновской дифракции орторомбиче-скую симметрию. При этом могут быть получены листы двух типов. В листах первого типа (рис. 10.16, а) ось с кристалла совпа- [c.230]

Чтобы описать К. с., необходимо указать ее симметрию, параметры решетки и координаты атомов, содержащихся в ячейке отсюда можно вычислить межатомные расстояния и валентные углы. Эти данные, а также амплитуды колебаний атомов (точнее — их среднеквадратичные смещения) находят с помощью дифракц. методов, частоты колебаний — методами спектроскопии (ИК, комбинац. рассеяния, нзупругого рассеяния нейтронов). [c.287]

РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, дифракционный метод исследования атомно-молекулярного строения в-в, гл. обр. кристаллов, основанный на изучении дифракции рентгеновских лучей с длиной волны ок. 0,1 нм. Нек-рые задачи, вапр. определение положения части атомов в кристаллах относительно простого строения, можно решать с применением поликристаллич. образцов, однако по.чное определение структуры проводят на монокристаллах размером 0,1—0,5 мм. Использование полихроматич. излучения (метод Лауэ) позволяет получать сведения о симметрии кристалла и ориентировать его правильным образом. Для полного изучения структуры измеряют интенсивность максимально возможного числа рентгеновских дифракц. отражений с использованием монохроматич. излучения чем больше таких отражений, тем больше разрешение пра определении положения атомов. Обработка результатов измерений осуществляется на больших ЭВМ. По интенсивностям отра- [c.506]

На основании уравнения (9) можно ожидать, что спектр поглощения имеет максимумы величин 1Д, которые соответствуют обратным величинам расстояний от центра изучаемого атома до ближайших соседних атомов. По мере приближения ближайших соседей к центральному атому максимумы в спектре поглощения должны сдвигаться к большим величинам 1/А, или Ех. Если значительные взаимодействия происходят только с ближайшими соседями, спектры поглощения имеют некоторое формальное сходство с дифракционной картиной, даваемой жидкостями. Если элемент находится в кристалле с высокой симметрией, подобной, например, гранецентрнрованной кубической решетке металлов или окислов, то происходит наложение растянутой тонкой структуры, указывающее на явление интерференции в большем диапазоне интервалов такие спектры аналогичны брегговскому типу дифракции в кристаллических твердых телах. [c.128]

Картина дифракции гексагонального типа, наблюдаемая в мезоморфном состоянии, предположительно может являться следствием либо статистического, либо динамического беспорядка. Примерами первого является фаза 1 поливинилиденфторида [37] и по-ливинилфторид [38], в которых статическая псевдогексагональная фаза стабильна (или по крайней мере метастабильна) при комнатной температуре. В этих системах упаковка боковых, групп приблизительно сферической формы является основным фактором, определяющим решетку. По-видимому, конформация основной цени может немного отличаться от плоского гранс-расположения для удовлетворения требований упаковки боковых цепей. Отсутствие сильного вращения основной цепи подтверждается как уши-рением линии ЯМР, что соответствует модели жесткой решетки,, так и отклонением от истинной гексагональной дифракционной симметрии для вращающегося образца [37]. Подобная структура возникает в облученном полиэтилене [39, 40], но в этом случае и в. случае поливинилфторида статическая природа структуры не подтверждена. [c.332]

Тщательное изучение строения и структурных параметров молекулы окиси бора методом дифракции электронов было проведено в работах Акишина и Спиридонова [8, 10, 676]. Результаты этих исследований оказались несовместимыми с бипирамидальной моделью молекулы В2О3. Первоначально Акишин и Спиридонов [8], учитывая результаты исследований спектров стеклообразной окиси бора в работах [375, 376], предприняли попытку интерпретировать полученные ими электронограммы как обусловленные рассеянием электронов на молекулах Вр . Однако это оказалось возможным только для несимметричной модели молекулы, хотя авторы работ [375, 376] принимали для молекулы В О модель с высокой симметрией. Кроме того, масс-спектрометрические и эффузионные исследования состава паров окиси бора (см. стр. 697) показали, что в парах окиси бора молекулы В40в отсутствуют. [c.710]

Кристалл ическая решетка цепных молекул характеризуется периодичностью уже не только вдоль цепи, но и в двух других направлениях. Иными словами, кристаллическую укладку цепных молекул можно охарактеризовать в общем случае тремя периодами идентичности а, Ь, с п углами между ними а, р, у. Один из этих периодов (обычно считают, что с) направлен вдоль цепи. Кристаллам полимеров свойственен некоторый набор элементов симметрии, определяющих их пространственные группы. Эрен-фест [см. [54, гл. 9] впервые показал, что для получения дифракционных эффектов не обязательно наличие протяженных монокристаллических образований. Одно из следствий этого — открытие дифракции на поликристаллах, см. [54, гл. 9, 10]. [c.108]

Авторы работы [99] определили следующие расстояния. Т—0 длят порошка Na2Hg4Y, прогретого 12 ч при 400°С и 10 мм рт. ст. 0(1) 1,622(4), 0(2) 1,645(4), 0(3) 1,643(5), 0(4) 1,618(5). Вероятно, приведенные ошибки следует увеличить в два-три раза из-за наложения полос на рентгенограммах порошков с кубической симметрией. Несмотря на это приведенные величины указьшают на присоединение протонов к 0(2) и 0(3). Ионы обоих этих типов принадлежат одним и тем же 6-членным кольцам, и построить такую красивую модель, как это сделали Олсон и Демпси, не представляется возможным. При юучении ИК-спектров На,Н-форм цеолитов X и У [138] узкая полоса при 3650 см была отнесена кОН-группам на 0(1), а широкая полоса при 3550 см — к ОН-группам на ионах 0(2), 0(3) и 0(4). Очевидно, для выяснения этого вопроса необходимы дальнейшие исследования, в том числе изучение ИК-спектров монокристаллов и дифракции нейтронов. Возможно, на положение ОН-групп влияет количество оставшихся катионов и степень упорядоченности расположения А1 в каркасе. [c.73]

В результате измерений инфракрасного спектра и определения кристаллической структуры посредством дифракции рентгеновых лучей стало ясно, что молекула бензола плоская, обладает осью симметрии шестого порядка и что все шесть углерод-углеродпых связей бензола идентичны. Двойные связи [c.35]