Рентгенография и межатомные расстояния

Длина волны рентгеновского излучения близка межатомным расстояниям в кристаллах. Поэтому кристаллы являются для рентгеновских лучей трехмерными дифракционными решетками. Действительно, при пропускании сквозь кристалл рентгеновских лучей возникает дифракционная картина (рентгенограмма), которая может быть выявлена на соответственно помещенном экране или фотопленке. Получение и расшифровка рентгенограмм и являются содержанием рентгенографии. В зависимости от задач, подлежащих решению, может быть применен один из трех методов рентгенографии, различающихся характером объекта или применяемого излучения и способом выявления дифракционных картин. [c.355]

Как уже отмечалось, основной метод изучения структуры кристаллов —рентгенография, дополняемая нейтронографией. Длина волны рентгеновского излучения меньше межатомных расстояний в кристалле ( 10 см), так что кристалл служит для рентгеновских лучей дифракционной решеткой. Близкое значение имеет и средняя длина волны де Бройля для тепловых нейтронов при средних температурах (заметим, что рентгеновские лучи рассеиваются электронными оболочками атомов, нейтроны ядрами). [c.175]

До сороковых годов рентгенография сравнительно простых соединений подтверждала их структуру, установленную химическими методами, и давала количественные сведения о межатомных расстояниях. В 1944 г. Ходжкин впервые расшифровала структуру пенициллина, которую химикам не удавалось определить. Молекула пенициллина содержит 23 атома кроме атомов водорода. Далее Ходжкин установила структуру витамина В12. Здесь были определены координаты уже 93 атомов. В дальнейшем рентгенографию начали применять в исследованиях наиболее сложных молекул — молекул белков. Основоположником этого важнейшего направления молекулярной биофизики был Бернал, и крупнейшие достижения в изучении белков принадлежат кембриджской научной школе. Они связаны с именами Брэгга, Кендрью и Перутца. В 1957 г. Кендрью установил пространственное строение первого белка — миоглобина (см. стр. 231). В молекуле миоглобина более 2500 атомов. [c.272]

Рентгенография основана на явлении дифракции рентгеновских лучей, имеющих длины волн, соизмеримые с межатомными расстояниями в исследуемом соединении. Рентгенография (рентгеноструктурный анализ) используется для исследования пространственного расположения атомов в соединениях, находящихся в кристаллическом состоянии. [c.511]

Для вычисления энтропии поступательного движения достаточно знать только молекулярный вес соединения. Первые формулы для расчета энтропии поступательного движения частиц идеальных газов были предложены в 1911 — 1913 гг. Для вычисления энтропии вращательного движения надо знать произведение главных моментов инерции и число симметрии молекулы, а следовательно, ее геометрическое строение. Эти данные сначала для простейших, двухатомных молекул были получены в 1920-х годах методами инфракрасной спектроскопии, а в конце 20-х и 30-х годов для этой же цели могли служить Раман-спектроскопия, электронография и рентгенография. Кроме того, расчеты геометрии молекулы можно было уже производить по таблицам межатомных расстояний и валентных углов. Для расчета колебательной энтропии необходимо знать фундаментальные [c.124]

Эти методы основаны на изучении дифракционной картины, которую получают в результате рассеивания исследуемым веществом рентгеновских лучей, электронов или нейтронов. Рентгеновские лучи рассеиваются на электронах, потоки электронов (электронные лучи) на электронах и ядрах атомов, а потоки нейтронов — на ядрах. При рассеивании на электронах определяемый электронный центр атома, как правило, практически совпадает с местоположением ядра. Таким образом, дифракционные методы — рентгенография (называемая также рентгеноструктурным анализом), электронография и нейтронография являются незаменимым средством для определения геометрии органических соединений относительного расположения атомов в пространстве и геометрических параметров (межатомных расстояний и валентных углов). Впрочем, эти методы дают и другие представляющие интерес данные например, рентгенография распределение электронной плотности, характер упаковки молекул в кристаллах и даже молекулярные веса. Названные методы взаимно дополняют друг друга. Рентгенография применима в первую очередь для структурного анализа соединений, получаемых в кристаллическом состоянии, т. е. применима к определению соединений сложного строения. Электронография служит для структурного анализа органических веществ в газообразном состоянии, т. е. соединений относительно малого молекулярного веса и простого строения. Оба эти метода не дают удовлетворительных результатов при установлении координат атомов водорода, но для этой цели может с успехом служить нейтронография. [c.245]

Точность рентгенографического метода в определении межатомных расстояний, как правило, лежит в пределах 0,003—0,02А а в определении валентных углов 0,2—1,5°, причем точность данных, полученных в первые 20 лет существования структурной рентгенографии, обычно была завышена. [c.172]

Общая тенденция физико-химических исследований в XX в. заключается в глубоком изучении строения вещества, природы химической связи, механизма элементарных химических процессов. Применение рентгенографии, спектроскопии, электронографии, электрических и магнитных методов позволило получить точные данные об энергиях диссоциации, о межатомных расстояниях, о частотах колебаний и т. п. На основе использования представлений квантовой механики возникло новое направление исследований — квантовая химия. [c.10]

Гексакарбонилы металлов VI группы изучались рентгеноструктурным методом [8] и методом дифракции электронов [9]. Был сделан вывод, что молекулы этих соединений имеют форму правильного октаэдра. Однако межатомные расстояния, по-видимому, не удалось определить с достаточной точностью, по крайней мере для У(СО)в. Октаэдрическое расположение лигандов было установлено достаточно хорошо. Другие данные, в частности данные исследования ИК-спектров в области валентных колебаний СО-группы, подтвердили результаты, полученные методами рентгенографии и дифракции электронов. [c.44]

Вопрос о структуре Fe (С0)5 долгое время оставался нерешенным две возможных формы — тригональная бипирамида и тетрагональная пирамида — казались в равной мере вероятными [224—227]. Однако методами электронографии и рентгенографии [228, 229] было доказано наличие у Fe( 0)5, тригонально-бипирамидальной формы, где пять карбонильных лигандов расположены в вершинах пирамид [48, 230, 231] (структура II). Межатомные расстояния для Fe( O)s (в А) Fe—С 1,84 + 0,03 С — О (концевые) 1,15 + + 0,04 группировка Fe—С—О линейна [9, 48, 228, 229, 232, 233]. Данные спектров комбинационного рассеяния для Fe( O)j [235, 236], а также ИК-спектров [229, 237] подтвердили форму тригональной бипирамиды. С этим согласуются результаты измерения диэлектрической постоянной, а также термодинамические данные [238, 239]. Рентгеноструктурный анализ монокристалла при низкой температуре подтвердил эту структуру, однако в кристалле наблюдались незначительные отклонения от идеальной формы тригональной бипирамиды атомы кислорода смещены на 0,13 А [2281 [c.28]

Хорошо известно, что реальные твердые тела в действительности отнюдь не являются однородными. Большинство их поликристаллично мелкие кристаллики различного размера собираются в зерна различной формы и величины. Всегда имеют место отклонения от стехиометрического состава, примеси и посторонние включения. Далее, на поверхности имеются трещины, поры, выступы и другие дефекты. Наличие такой грубой неоднородности подтверждается данными рентгенографии и электронографии и некоторыми другими косвенными методами. Кроме того, можно считать доказанным существование более тонкой неоднородности, связанной с тем, что элементы кристаллической решетки не везде расположены в идеальном порядке, имеют место отступления от равновесных межатомных расстояний, дефекты в виде пустйх мест в решетке, включений посторонних атомов и т. д. [c.206]

Межъядерные (межатомные) расстояния в молекулах могут быть измерены дифракционными методами (рентгенография, электроцография и нейтронография) и методами спектроскопии. Для двухатомных молекул в настоящее время пользуются спектроскопическим методом. Электронография позволяет измерить межатомные расстояния в двухатомной молекуле с точностью до 0,01—0,02 А, однако если в парах содержатся помимо двухатомных и ассоциированные молекулы (димеры, тримеры), то при расшифровке электроиограмм без учета сложного молекулярного состава пара получаются усредненные эффективные значения, но не истинные межатомные расстояния [15, 16]. По электронным, инфра.-красным, комбинационным и микроволновым спектрам величина определяется с высокой точностью, особенно велика точность определения по микроволновым спектеам — от 0,0001 до 0,00005 А. [c.12]

Условия выращивания искусственных кристаллов кварца в автоклавах из слабощелочных растворов приведены в сообщениях [1289—1291]. Токуда [1292] исследовал условия кристаллизации аморфного кремнезема в платиновом тигле при температуре до 1450°. Методом рентгенографии обнаружено, что кварц как самостоятельная фаза образуется вплоть до температуры 1388 + 5°. Выше этой температуры в образцах обнаружено присутствие кристобалита. В процессе кристаллизации аморфного кремнезема ускоряющее действие оказывает вода [1293]. Исследование влияния различных примесей, введенных в кристаллы синтетического кварца, на его кристаллизацию показало, что А1, Ое, РЬ, 5п и Л входят в решетку кварца, но только кристаллы с А1 и Ое обладают хорошими свойствами [1294]. Выращивание кристаллов кварца и получение кремнезема с различной степенью дисперсности описано в ряде работ [1295—1311]. Продолжались исследования особенностей структуры кристаллов кварца. К их числу относятся работы Белова [1312], Сафронова [1313], Цинобера [1314] и других [1315, 1316]. Зажицкий [1317] показал, что межатомные расстояния в стеклообразных 5Юа и СеОа И значение углов 51 — О — 51 указывают на отсутствие линейности связей — О—51—,сое-диняющих два элементарных тетраэдра в стеклообразной решетке. Полученные результаты свидетельствуют о существовании неупорядоченной решетки и отдельных псевдокристалли-ческих остаточных участков . [c.446]

Современные физич. методы исследования строения молекул (рентгенография, электронография, измерения дипольных моментов и др.) полностью подтверждают тетраэдрич. модель, позволяя, кроме того, с большой точностью определять реальную геометрич. форму и размеры молекул (валентные углы, межатомные расстояния). Так, в простейших симметричных молекулах типа СХ4 валентные углы точно равны тетраэдрическим (109°28 ) молекулы этилена (XVII) и мочевины (XVIII) имеют плоское строение со след, параметрами [c.527]

Чтобы понять структуру кристаллов, необходимо знать размеры атомов, молекул и ионов. Это интересно также и само по себе. Хорошо известно, что атомы являются мельчайшей субмикроскопиче-ской частицей вещества, но не все имеют представление об их размерах. Длина волны рентгеновских лучей достаточно мала (70— 230 пм), и с их помощью можно измерить расстояния между атомами. Методы рентгенографии, дифракции элактронов и нейтронов (эти вопросы обсуждаются в гл. 4) используются для определения межатомных расстояний и, следовательно, для установления расположения атомов в кристалле. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология