X射線多晶衍射法培訓(xùn)課件.ppt.ppt

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1、§7.3X射線多晶衍射法實(shí)驗(yàn)條件:單色的X射線、多晶樣品或粉末樣品7.3.1特點(diǎn)和原理?角要滿足布拉格方程2dh*k*l*sin?nh*nk*nl*=n?n=1,2,3?§7.3X射線多晶衍射法7.3.2粉末衍射圖的獲得常用方法有二種：照相法和衍射儀法1、照相法相機(jī)為金屬圓筒,直徑(內(nèi)徑)為57.3mm,緊貼內(nèi)壁放置膠片,在圓筒中心軸有樣品夾,可繞中心軸旋轉(zhuǎn),樣品位置和中心軸一致。4R?=2L即?=(弧度)＝(度)2R=57.3nm??=La,b,c,?,?,?I(2?)???h,k,l§7.3X射線多晶衍射法2、衍

2、射儀法單色X光照射在壓成平板的粉末樣品Y上，它和計(jì)數(shù)器由馬達(dá)，按?和2?角大小的比例由低角度到高角度同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證可能的衍射線進(jìn)入計(jì)數(shù)器.[I(2?)??]§7.3X射線多晶衍射法7.3.3粉末衍射的應(yīng)用1、物相分析由粉末衍射圖得：I(2?)???各種晶體的譜線有自已特定的位置，數(shù)目和強(qiáng)度。其中更有若干條較強(qiáng)的特征衍射線，可供物相分析。JCPDS(JointCommitteeonPowderDiffrac-tionStandards)(也稱(chēng)PDF卡PowderDiffrationFile)dA、dB、dC、dD、

3、dE、dF、dG、dHdB、dC、dA、dD、dE、dF、dG、dHdC、dA、dB、dD、dE、dF、dG、dH§7.3X射線多晶衍射法2、衍射圖的指標(biāo)化利用粉末樣品衍射圖確定相應(yīng)晶面的晶面指面hkl的值(又稱(chēng)米勒指數(shù))就稱(chēng)為指標(biāo)化。得到系統(tǒng)消光的信息，從而推得點(diǎn)陣型式，并估計(jì)可能的空間群。立方晶系a=b=c=ao,?=?=?=90?§7.3X射線多晶衍射法3、晶粒大小的測(cè)定?hkl=B―b晶粒大小與衍射峰寬之間滿足謝樂(lè)(Scherrer)公式:垂直于晶面hkl方向的平均厚度衍射峰的半高寬晶體形狀有關(guān)的常數(shù)，常取0

4、.89?hkl必須進(jìn)行雙線校正和儀器因子校正實(shí)測(cè)樣品衍射峰半高寬儀器致寬度§7.3X射線多晶衍射法§7.4電子衍射法簡(jiǎn)介電子、質(zhì)子和中子等微觀粒子都有波性，它們的射線也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，亦作測(cè)定微觀結(jié)構(gòu)的工具。電子射線波長(zhǎng)與速度v有關(guān)，根據(jù)德布羅意關(guān)系式?=h/p=h/=h/=h/10000V電場(chǎng)?電子射線的波長(zhǎng)12.3pm§7.4電子衍射法簡(jiǎn)介7.4.1電子衍射法與X射線衍射法比較電子衍射法X射線衍射法穿透能力小于10-4mm可達(dá)1mm以上散射對(duì)象主要是原子核主要是電子研究對(duì)象適宜氣體、薄膜適宜晶體結(jié)構(gòu)和固體表面結(jié)構(gòu)

5、適合元素各種元素不適合元素H由于中子穿透能力大，所以用中子衍射法確定晶體中H原子位置就更有效?！?.4電子衍射法簡(jiǎn)介7.4.2電子衍射法測(cè)定氣體分子的幾何結(jié)構(gòu)分子內(nèi)原子之間的距離和相對(duì)取向是固定的，原子之間散射次生波的干涉同樣會(huì)產(chǎn)生衍射。原子散射因子Aj近似等于原子序數(shù)ZjI?=+（sinRjkS）/RjkSS=（4?/?）sin（?/2）維爾電子衍射強(qiáng)度公式是：§7.4電子衍射法簡(jiǎn)介例如:用40000V的電子射線得到CS2蒸氣的衍射圖，其中強(qiáng)度最大的衍射角分別是2.63o、4.86o、7.08o。已知CS2是對(duì)稱(chēng)的

6、直線分子，求C-S鍵長(zhǎng)。由實(shí)驗(yàn)得S1=0.04713pm-1;S2=0.08698pm-1;S3=0.1265pm-1由衍射強(qiáng)度公式計(jì)算:[]I?=Z+2Z+[4ZCZSsin（RS）/RS]+2Zsin（R’S）/R’S即I?=62+2?162+[4?6?16sin（RS）/RS]+[2?162sin（2RS）/2RS]I’?=（I?–62–2?162）/16?8=[2sin（2RS）+3sin（RS）]/RSI’?對(duì)RS作圖I’?(I?)最大處的(RS)i=7.1;13.5;19.7計(jì)算得:Ri=(RS)i/Si

7、=153pm;155pm;157pm平均R=155±1pm§7.4電子衍射法簡(jiǎn)介7.4.3低能電子衍射法在表面分析中的應(yīng)用LEED（LowEnergyElectronDiffraction）能量為10~1000eV的低能電子射線波長(zhǎng)為400~40pm，相當(dāng)于或小于晶體中原子間距，晶體可以對(duì)它產(chǎn)生衍射。但由于電子穿透能力較差，所以這個(gè)能量范圍內(nèi)產(chǎn)生的衍射只是來(lái)自晶體內(nèi)500~1000pm的深度的電子散射（相當(dāng)于表面幾層原子）。表面分析Ni(100)晶體表面低能電子衍射圖表面格子§7.4電子衍射法簡(jiǎn)介§7.5X射線熒光光

8、譜分析7.5.1X射線熒光分析方法及應(yīng)用X射線原子熒光(特征X射線)1、莫斯萊定律及定性分析方法莫斯萊（moseley)定律?=k（Z-s）-2特征波長(zhǎng)?與原子序數(shù)Z關(guān)系是定性分析的基礎(chǔ)§7.5X射線熒光光譜分析Mo（Z=42）：（特征波長(zhǎng)?和相對(duì)強(qiáng)度I)K?1（0.0709nm）100；L?1（0.5406nm）100；K?2（0.0713n