Дифракция электронов и нейтронов

Обратимся к распределению молекул во льду. Структура льда или обыкновенного льда, подробно изучена методами рентгеноструктурного анализа, дифракции электронов и нейтронов. Первые два метода определяют положение атомов кислорода. Установлено, что лед кристаллизуется в гексагональной сингонии и что расположение атомов кислорода во льду изоморфно положению атомов кремния в р-тридимите. [c.410]

Межатомные расстояния (длины связей) в молекулах и кристаллах можно определить методами спектроскопии (включая микроволновую спектроскопию), рентгеноструктурного анализа, методами дифракции электронов и нейтронов, методом ядерного магнитного резонанса. Описание этих методов выходит за рамки данной книги. За последние сорок лет были определены длины связей для многих сотен веществ, и полученные значения оказались весьма полезными при рассмотрении электронных структур молекул и кристаллов. [c.163]

Волны материи. По де Бройлю, уравнение (1.5) справедливо также для частиц, если вместо с подставить скорость частицы v к — длина волны, присущая движущейся частице.. Теория подтверждается дифракцией электронов и нейтронов на кристаллах. Справедливо выражение [c.392]

Устранения или смягчения влияния этих факторов добиваются в случае применения дифракции электронов и нейтронов (см. гл. 11). [c.292]

Свойства света нельзя исчерпывающе описать на основании аналогии лишь с обычными волнами или лишь с обычными частицами. Установлено, что для понимания одних явлений более удобно считать свет волновым движением, тогда как при рассмотрении других явлений предпочтительнее считать свет состоящим из фотонов (разд. 3.11 и 3.12). Эта корпускулярно-волновая двойственность присуща также материи. Электроны, протоны, нейтроны и другие материальные частицы, как установлено, обладают некоторыми свойствами, которые ученые обычно связывают с волновым движением. Так, лучок электронов или пучок яейтронов может быть дифрагирован точно так же, как и пучок рентгеновских лучей. На дифракции электронов и нейтронов основаны важные методы изучения структуры кристаллов и молекул газов. Длина волны электрона, нейтрона или какой-либо другой частицы зависит от ее массы покоя и скорости, с которой она перемещается. Длина волны частицы определяется уравнением де Бройля Я,= /1/тг), где к — длина волны частицы, к — постоянная Планка, т — масса и у — скорость (разд. 3.11). [c.586]

ПРИМЕНЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ И НЕЙТРОНОВ В СТРУКТУРНОМ АНАЛИЗЕ [c.293]

Обычно используют более совершенную технику рентгеновских измерений по сравнению с описанной выше. В принципе методы дифракции электронов и нейтронов аналогичны методу дифракции рентгеновских лучей, но иногда они обладают известными преимуществами. Коротковолновое электронное излучение позволяет добиться более высокого разрешения, чем рентгеновские лучи, и обычно его используют при исследовании структуры небольших образцов. Метод дифракции нейтронов позволяет исследовать вещества с легкими ядрами, такими, как протоны полезен он и при изучении магнитных структур. [c.27]

Практически все части электромагнитного спектра — от рентгеновских лучей до радиоволн — находят применение при изучении органических молекул. Использование дифракции рентгеновских лучей для определения структуры молекул в кристаллах имеет особую ценность для органической химии, но, к сожалению, этот метод в настоящее время недоступен для повседневного использования. Даже с помощью быстродействующих электронно-вычислительных машин расшифровка сложных структур обычно требует от одного до двух лет работы. Дифракция электронов и нейтронов может применяться в особых случаях, в частности если исследование с помощью рентгеновских лучей либо затруднительно (когда соединение представляет собой в обычных условиях газ или жидкость), либо не дает достаточной точности (для атомов, подобных водороду, с очень малой способностью к рассеянию). Хотя, как уже говорилось, дифракционные методы позволяют полностью установить структуру органических молекул, невозможность использования в повседневной работе препятствует их широкому внедрению в практику органической химии. [c.41]

Существует еще много других физических методов исследования структуры молекул. Теснейшим партнером ИК-спектроскопии является спектроскопия комбинационного рассеяния света (КР). Структурную информацию получают также из микроволновых (МВ) спектров. В последние годы быстро развивается фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС), основанная на анализе электронов, выбитых из вещества под действием излучения. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в некотором смысле сходна с методом ЯМР, но основана на переориентации неспаренных электронов в молекуле. Помимо дифракции рентгеновских лучей используется дифракция электронов и нейтронов (электронография и нейтронография). Современные влектронные микроскопы позволяют увидеть> отдельные атомы. Каждый год появляются новые методы или модификации известных методов исследования структуры химических соединений. Наконец, в последние годы все шире применяются теоретические расчеты молекул методами квантовой химии. — Прим. перев. [c.27]

В настоящее время для целей структурного анализа используется также дифракция электронов и нейтронов. Эти методы облегчают исследование мелких кристаллов и кристаллов, содержащих атомы водорода или другие легкие элементы. [c.11]

Методы дифракции электронов и нейтронов подобно рентгенографическим методам также примени.мы для изучения структуры жидкостей, в том числе и растворов. Дифракционные рентгеновские [310, 313, 314] и нейтронографические [326, 344] исследования уже нашли широкое применение, главным образом в структурных исследованиях воды и водных растворов, а подобные работы с применением метода электронной дифракции начаты лишь сравнительно недавно [238, 239]. Первые результаты уже были получены при структурном исследовании воды. Развитые для этих целей методы оказываются пригодными (хотя и в ограниченной степени) и для дальнейших структурных исследований растворов. [c.157]

Карта электронной плотности с разрешением, равным 4 А или еще лучшим, дает такие подробные сведения о структуре молекулы, которые нельзя получить ни одним другим методом и даже несколькими методами в совокупности (исключая, конечно, такие близкие методы, как дифракция электронов и нейтронов). При разрешении от 3 до 4 А можно определить состав, длину и ориентацию участков вторичной структуры. Если известна первичная структура, то при сопоставлении ее с картой электронной плотности можно оценить пространственное расположение каждого отдельного атома структуры. При разрешении 2 А карта электронной плотности настолько подробна, что большая часть первичной структуры следует прямо из данных рентгеноструктурного анализа. [c.186]

Пока речь шла о рентгеновских лучах, мы могли представлять молекулу как совокупность отдельных атомов, которые являются сферически-симметричными рассеивающими центрами. В случае света такое представление, строго говоря, неверно. Кроме того, мы в значительной степени игнорировали тот факт, что молекулы неизбежно отличаются от своего окружения (обладают определенным контрастом на фоне растворителя). Для рассеяния света зто обстоятельство становится важным. Однако наиболее существенные результаты представление рассеяния в виде преобразования Фурье и интерференционные эффекты, определяемые парами атомов, — полностью сохраняются, какое бы излучение ни использовалось. На самом деле совсем не обязательно, чтобы это было электромагнитное излучение. Частицы, подобные электронам и нейтронам, обладают свойствами поперечных волн, у которых длина волны зависит от энергии частицы. Таким образом, рассеяние и дифракцию электронов и нейтронов также можно описать ранее полученными уравнениями, внеся в них лишь небольшие изменения. В случае электронов и нейтронов атомные рассеивающие факторы должны быть заменены иными характеристиками взаимодействия излучения с веществом. [c.428]

Цель книги — показать, как по картине рассеяния рентгеновского излучения, электронов и нейтронов определяется молекулярная структура веществ от простейших по составу до сложных биологических объектов обобщить результаты исследований строения молекул, структуры различных типов индивидуальных жидкостей, металлических расплавов, растворов электролитов и неэлектролитов, жидких кристаллов н аморфных веществ изложить теорию рассеяния рентгеновского излучения иод обычными и малыми углами, дифракции электронов и нейтронов, методику и технику эксперимепта, общие представления о природе химических связей и сил межмолекулярного взаимодействия. В основу книги положены лекционные курсы, читаемые для студентов Киевского ордена Ленина государственного университета имени Т. Г. Шевченко, специализирующихся по молекулярной физике, а также написанное автором учебное пособие Структурный анализ жидкостей (1971). [c.3]

После того как У. Н. Брэгг [39] предложил расположение атомов кислорода во льду, показанное на рис 3.1, лед I, состоя-Ш.ИЙ из молекул НгО и 0 0, широко изучали с помощью рентгенографии и методами дифракции электронов и нейтронов. Несомненно, что такое расгюложение атомов кислорода во льду I в основном корректно. Однако некоторые его детали остаются еще неопределенными. Принято, что единичная ячейка содержит четыре атома кислорода и имеет симметрию Рбз/ммк. Неопределенности структуры связаны с точностью определения размеров единичной ячейки и их завнси.мостью от температуры. [c.75]

Корпускулярные и волновые свойства частиц. В 1924 г. де Бройль предположил, что двойственная корпускулярноволновая природа свойственна не только фотонам, но и любым дру-ги.м материальным телам. Оп считал, что движение любой частицы можно рассматривать как волновой процесс. Аналогично свету, для него доллчно быть справедливо соотношение X = h/mv, где т — масса, а V — скорость частицы. Эти волны для материальных частиц получили название волн де Бройля. Предположение де Бройля было подтверждено на опыте. В 1927 г. Девиссон и Джермер в США, а в" СССР ТартакоБский наблюдали дифракцию электронов, используя в качестве дифракционной решетки кристалл или пластинку хлорида натрия. В настоящее время дифракция электронов и нейтронов является важным инструментам экспериментального исследования. [c.50]

Наряду с рентгенографическими методами следует упомянуть также и дифракцию электронов и нейтронов. Однако электронографически можно исслетовать только тонкие слои кристаллов, так как электроны значительно сильнее, чем рентгеновские лучи, поглощаются веществом. При помощи нейтронов можно изучать относительно толстые слои металлов. Нейтроны рассеиваются ядрами, причем рассеяние зависит не от заряда, а прежде всего от спина ядра, поэтому различные изотопы одного и того же элемента рассеивают нейтроны совершенно различно. Ядра Н и О рассеивают нейтроны только немного слабее, чем тяжелые элементы. Это дает возможность определять положения атомов водорода в кристаллах, чего не удается сделать при полющи рентгеновского излучения. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология