Диффракция нейтронов

Нейтронография. Этот метод, основанный на диффракции нейтронов, возник лишь в самое последнее время и еш е не нашел заметного применения при исследовании органических веществ. Аппаратура состоит из достаточно мощного источника нейтронов, в качестве которого может служить ядерный реактор (котел), и нейтронного спектрометра. Имеющиеся различия в механизме рассеяния отдельными атомами нейтронов, электронов и рентгеновских лучей позволяют рассчитывать на то, что нейтронографический анализ может оказаться полезным как раз в тех случаях, когда рентгенографический и электронографический методы не дают хороших результатов. В частности, нейтронографический анализ позволит непосредственно определять положение атомов водорода. Можно думать поэтому, что данный метод принесет большую пользу в тех случаях, когда для выяснения строения органических соединений важно точно знать положение водородных атомов. [c.26]

Важное значение диффракции нейтронов для химии заключается в том, что она оказывается эффективным средством локализации водородных атомов. [c.70]

Диффракция электронов и нейтронов [c.69]

Заметный прогресс в изучении структуры белков начался с конца 70-х годов текущего столетия Если до этого структуры их выводили на основании метода диффракции нейтронов, карт распределения электронных плотностей с введением в молекулы белков тяжелых атомов, то в последующие годы были развиты методы синхронной радиации, методы с использованием компьютерной техники, что сослужило огромнзто службу кристаллографии данных биополимеров В этой связи статичный метена, рентгеноструктурного анализа одиночного кристалла способен дать ди-намичнзгю информацию На основании указанных методов показано, например, что фермент лизоцим имеет оболочку из 33—35 прочно связанных молекул воды и менее упорядоченную область из 95—105 молекул воды, соединенных с белком лишь одной водородной связью Около 60—80% остальной воды распределено в промежутках между кристаллами и не влияет на электронную плотность белка [c.71]

После того как стали более доступными эффективные источники медленных нейтронов, на помощь рентгенографическому анализу кристаллов пришла диффракция нейтронов (Ba on, 1955). В настоящее время техника метода трудна, и сам он с наибольшим успехом применяется в тех случаях, когда структура уже исследована рентгенографически. Нейтроны рассеиваются атомными ядрами. Это приводит к двух важным следствиям. Во-первых, атом оказывается точечным в той степени, которая допускается его тепловым движением это дает возможность более точной его локализации, однако в данном случае имеет еще большее значение поправка на обрыв ряда. Во-вторых, рассеивающая способность является функцией свойств ядра, а не возрастает с увеличением атомного номера. В общем тяжелые и легкие атомы рассеивают примерно одинаково. Рассеивающая способность обычного водорода, Н,—отрицательная (т. е. он рассеивает нейтроны с аномальным изменением фазы), так что атомы водорода выявляются в виде отрицательных пиков на карте распределения рассеивающей способности нейтронов однако величина этих пиков—того же порядка, что и пиков, соответствующих атомам кислорода или углерода поэтому точность локализации всех этих атомов одинакова. В противоположность обычному водороду дейтерий дает положительные пики. [c.70]

Несомненно, в ближайшие годы иредстоит ещё немало сделать для окончательного решения вопроса о структурах льда и других гидридов. Это исследование приведено нами в качестве иллюстрации больших возможностей, открываемых перед изучением подобных структур в результате применения метода диффракции нейтронов. [c.447]

Изотопические смеси. Внедрение изотопической примеси в кристаллическую решётку изотонически чистого материала вызывает в частности деформацию решётки из-за разности молярных объёмов изотопов. В ряде случаев эти искажения решётки в окрестности примесного изотопа можно исследовать с помощью такого локального метода, как ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Локальные деформации решётки изменяют градиент электрического поля вблизи примеси. В результате уровни энергий у атомов с ненулевым ядерным квадрупольным моментом, находящихся в окрестности дефекта, будут иметь квадрупольное смещение, что, в свою очередь, приведёт к уширению линии ЯМР. Недавно С. Верховский с коллегами [72, 73] обнаружили такой эффект изотопического беспорядка в монокристаллах германия, исследуя спектры ЯМР на ядрах Ое. Довольно большой квадрупольный момент ядер Ое I = 9/2, eQ = —0,19 барн) и небольшая концентрация этих ядер в образцах, такая, что прямого диполь-дипольного взаимодействия между ядерными магнитными моментами практически не было, обеспечили высокую чувствительность ЯМР эксперимента по детектированию малых (порядка 10 А) локальных статических деформаций решётки вокруг резонансного ядра. Эта чувствительность почти на порядок величины выше, чем у традиционных методик — рентгеновской и нейтронной диффракции. Поэтому в определённых случаях ЯМР можно рассматривать как мощную методику контроля совершенства кристаллической решётки. [c.70]

Такое правильное расположение огромного числа молекул (или других частиц) делает возможным применение специальных методов исследования. Например, анизотропия оптических, электрических, магнитных или механических свойств кристалла может быть связана с анизотропией его молекулярных свойств, в частности таких, как повышенная поляризуемость ароматической молекулы в плоскости системы ароматических колец. Но наиболее важным следствием является возможность диффракционного анализа. В 1912 г. Лауз впервые высказал предположение, что кристалл представляет собой трехмерную решетку с размерами сеток, подходящими для диффракции рентгеновых лучей это предположение было быстро подтверждено практикой рентгеновского эксперимента, а в дальнейшем аналогичные эффекты были получены с помощью пучков электронов, нейтроно в и других излучений. До сих пор в большинстве структурных работ использовалось рентгеновское излучение, и именно о нем будет идти речь в начале этой главы. [c.54]

Так как средние скорости медленных нейтронов имеют порядок 10 —10 см/сек, отвечающие им длины волн составляют ангстермы или их десятые доли (П1 4 доп. 10). Поэтому при взаимодействии с плоскостями кристалла направленный поток медленных нейтронов испытывает закономерную диффракцию (в отличие от рентгеновских лучей и электронов обусловленную только атомными ядрами). Это дало возможность разработать нейтронографический метод исследования структур, в принципе сходный с электронографическим (ХП 2 доп. 22). В качестве примера на рис. XVI-41 показана нейтронограммакристалла Na l (неподвижно закрепленного). [c.566]

Так как средние скорости медленных нейтронов имеют порядок 10 —10 см1сек, отвечающие им длины волн составляют ангстремы или их десятые доли (III 4 доп. 10). Поэтому при взаимодействии с плоскостями кристалла направленный поток медленных нейтронов испытывает закономерную диффракцию (в отличие от рентгеновских лучей и электронов обусловленную только атомными ядрами). Это дало возможность разработать нейтронографический метод исследования [c.352]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология