X衍射晶体学总结Word格式文档下载.docx

X衍射晶体学总结Word格式文档下载.docx

《X衍射晶体学总结Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X衍射晶体学总结Word格式文档下载.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

三个C2或M

四方

一个C4

六方

一个C6

三方

一个C3

立方

四个C3

2.晶体结构与点阵的关系

晶体结构与空间点阵：

◆若将组成晶体的原子等结构基元置于点阵的各个阵点上，则将还原为晶体结构，即：

晶体结构=空间点阵+结构基元．

3.质量系数与线性吸收系数的含义差别

线吸收系数μ（cm-1）的含义：

μ表示X射线通过单位长度物质时强度的衰减．

又∵强度为（垂直于传播方向上）单位面积的能量，

∴亦为X射线通过单位体积物质时能量的衰减．

质量吸收系数μm（cm2.g-1）的含义：

μm为X射线通过单位质量物质时能量的衰减，亦称单位质量物质对X射线的吸收．

4.X射线与物质的相互作用

X射线与物质的作用可分为散射、吸收、透射。

具体见第19题。

5.晶体结构和点阵的关系

6.衍射方向与什么有关

原子面对X射线的反射,只有当入射角θ、波长λ、面间距d之间满足布拉格方程2dsinθ=nλ时才能发生，因此把X射线这种反射称为选择反射,“选择反射”即反射定律+布拉格方程是衍射产生的必要条件．即当满足此条件时有可能产生衍射；

若不满足此条件，则不可能产生衍射。

7.强度与什么有关

衍射线相对强度:

I相对=F2P（1+cos22θ/sin2θcosθ）Ae-2M

式中：

F——结构因子；

P——多重性因子；

分式为角因子，其中θ为衍射布拉格角；

A——吸收因子；

e-2M——温度因子。

8.米勒指数/干涉指数的求法

米勒指数用来表示晶向和晶面的空间取向，分为晶向指数和晶面指数，

晶向指数求法：

（1）建立坐标系:

以任一阵点为坐标原点，以晶轴为坐标轴,并以点阵基矢a、b、c为相应坐标轴单位矢量;

（2）通过坐标原点引一直线，使其平行于待标识的晶向;

（3）求出该直线上任意一点的坐标；

（4）将3个坐标值按比例化为最小整数（即互质的整数），并加方括号

晶面指数求法：

（2）在待标识的晶面组中,选择最靠近坐标原点的晶面,求出其在3个坐标轴上的截距;

（3）取3个截距值的倒数;

（4）将倒数按比例化为最小整数（即互质的整数）,并加圆括号:

型如（hkl）.若某截距为负值，则在相应指数上加“-”号。

2.干涉指数：

干涉指数：

对晶面的空间方位和晶面间距的标识；

晶面指数：

仅仅标识了晶面的空间方位。

（4）将倒数按比例化为整数,不必互质，并加圆括号

◆求晶面指数时,要将截距的倒数化为互质的整数;

◆求干涉指数时,要将截距的倒数化为整数,但不必互质。

◆若将（hkl）晶面间距记为dhkl，则晶面间距为dhkl/n的晶面干涉指数为（nhnknl），记为（HKL）．

9.影响连续谱强度的的因素

连续谱的总强度I决定于管电压V、电流i、靶材原子序数Z三因素，即

式中α为常数

10.物相定量分析中K值法与内标法的差别

K值法与内标（曲线）法的主要区别:

在于对比例常数K的处理上不同。

内标（曲线）法的比例常数与内标物质含量有关，

而K值法的比例常数K与内标物质含量无关，

11.几种格子的消光规律

四种基本点阵的消光规律如下:

在简单点阵情况下，FHKL不受HKL的影响，即HKL为任意整数时，都能产生衍射;

在体心点阵中，只有当H+K+L的和为偶数时才能产生衍射

在底心C点阵中，FHKL不受L的影响，只有当H、K全为奇数或全为偶数时才能产生衍射;

在面心点阵中，只有当H、K、L全为奇数或全为偶数时才能产生衍射。

注意:

金刚石结构属于面心立方点阵，凡是H、K、L奇偶数混杂的反射面都不能产生衍射。

由于金刚石型结构有附加原子存在，即使H、K、L全为偶数，但当H+K+L=4n+2时,也消光（结构消光）。

12.元素散射因子的物理意义

散射因子f的物理意义：

13.X射线衍射仪的计数测量方法

直接对比法，内标法，K值法

14.短波限的影响因素

只与管电压有关，

15.元素产生X射线的强度

16.X射线连续谱、特征谱怎么产生的?

有什么应用

连续谱产生的机理：

当高速运动的电子击靶后，电子被减速。

电子所减少的能量（DE）转为所发射X射线光子能量（hn），即hn=DE。

由于击靶的电子数目极多，击靶时穿透的深浅不同、损失的动能不等，因此，由电子动能转换为X射线光子的能量有多有少，从而形成一系列不同频率、不同波长的X射线，构成了连续谱。

特征谱的产生：

（1）管电压增加到某一临界值（激发电压）

（2）使撞击靶材的电子能量（eV）足够大，

（3）可使靶原子内层产生空位,

（4）较外层电子向内层跃迁,

（5）产生波长确定的X射线（特征X射线）

X射线衍射可以用来做物相分析（包括定性分析和定量分析）、晶体结构分析、晶体定向、非晶体结构分析、晶体粒度测定、宏观应力分析等。

特征谱的应用：

X射线特征谱通过晶体时发生衍射，因而可用来研究晶体的内部组织和结构。

17.Ka、Kb的波长，怎么判断？

hμL→K=EL–EK

由近邻L层电子填充K层的空位后所产生的特征X射线，称Kα辐射；

由次近邻M层电子填充K层的空位后所产生的特征X射线，称Kβ辐射。

特征X射线光子能量＝跃迁前后能级差

则Kβ能量大于Kα，由于光子的能量与波长成反比，所以Kα波长大于Kβ。

18.简单格子、体心格子、面心格子的消光规律怎么推导？

结构因子FHKL的计算可按下式计算:

FHKL=Σfjexp[2πi（Hxj+Kyj+Lzj）]

（1）计算简单点阵晶胞的FHKL与|FHKL|2值

简单点阵，每个阵胞只包含一个原子，其坐标为（0,0,0），原子散射因子为f，

代入结构因子表达式:

FHKL=Σfjexp[2πi（Hxj+Kyj+Lzj）]

得FHKL=fexp2πi（0+0+0）=f

则|FHKL|2=f2

结论：

在简单点阵情况下，FHKL不受HKL的影响，即HKL为任意整数时，都能产生衍射。

（2）计算体心点阵晶胞的FHKL与|FHKL|2值

每个晶胞中有2个同类原子，其坐标为（0,0,0），（1/2,1/2,1/2）。

这两个原子散射因子均为f，代入结构因子表达式:

FHKL=fjexp[2πi（Hxj+Kyj+Lzj）]

得FHKL=fexp2πi（0+0+0）+fexp2πi（H/2+K/2+L/2）

=f[exp2πi0+expπi（H+K+L）]

=f[1+（-1）（H+K+L）]

由FHKL=f[1+（-1）（H+K+L）]

可见：

①当H+K+L=奇数时，FHKL=0,

∴|FHKL|2=0。

②当H+K+L=偶数时，FHKL=2f

∴|FHKL|2=4f2。

在体心点阵中，只有当H+K+L为偶数时才能产生衍射

（3）计算面心F面心点阵晶胞的FHKL与|FHKL|2值

晶胞中有4个同类原子，坐标为（0,0,0），（1/2,1/2,0），（1/2,0,1/2），（0,1/2,1/2）。

散射因子均为f,代入结构因子表达式中:

得FHKL=fe2πi（0+0+0）+fe2πi（H/2+K/2+0）

+fe2πi（H/2+0+L/2）+fe2πi（0+K/2+L/2）

FHKL=fe2πi（0）+feπi（H+K）+feπi（H+L）+feπi（K+L）

=f[1+（-1）（H+K）+（-1）（H+L）+（-1）（K+L）]

①当H、K、L全为奇数或偶数时，则（H+K）、（H+L）、（K+L）均为偶数，这时：

FHKL=4f,∴|FHKL|2=16f2;

②当H、K、L中有2个奇数一个偶数或2个偶数1个奇数时，则（H+K）、（H+L）、（K+L）中总有两项为奇数一项为偶数，此时：

FHKL=0,∴|FHKL|2=0.

结论:

在面心点阵中，只有当H、K、L全为奇数或全为偶数时才能产生衍射。

19.X射线与物质的相互作用？

1、散射

X射线被物质散射时可产生两种现象，即相干散射和非相干散射。

（1）相干散射

入射光子与电子刚性碰撞，其辐射出电磁波的波长和频率与入射波完全相同，新的散射波之间将可以发生相互干涉-----相干散射。

（2）非相干散射

当入射X射线光子与原子中束缚较弱的电子（如外层电子）发生非弹性碰撞时，电子可能被X光子撞离原子成为反冲电子。

并带走一部分能量，使得光子能量减少，从而使随后的散射波波长发生改变，称为非相干散射。

2.吸收

除了被散射和透射掉一部分外，X射线能量将被物质吸收，转变为热能,光电效应、荧光效应、俄歇效应等

（1）光电效应

当入射X射线光子能量=某一阈值，可击出原子内层电子，使其成为自由光电子.

（2）荧光效应（又称二次特征辐射）

定义：

当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后，较外层电子填充空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。

产生机理：

与一次特征X射线相同。

不同之处：

产生一次特征X射线时，入射线是高速运动的电子；

荧光辐射的入射线是高能X射线光子。

（3）俄歇效应

如果原子K层电子被击出，L层电子向K层跃迁，其能量差不是以产生K系X射线光量子的形式释放，而是被邻近电子所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子-----俄歇电子（Augerelectrons）。

这种现象叫做俄歇效应。

3.透射

入射X射线通过物质，沿透射方向强度显著下降的现象

原因：

由于X射线与物质发生相互作用，其能量转换或损失．

朗伯定律：

X射线通过物质时，其强度按指数规律衰减。

It为透射之后的强度；

Io为初始强度；

样品厚度为t；

m为X射线通过单位质量物质时能量的衰减，亦称单位质量物质对X射线的吸收．

20.布拉格方程的计算

例1:

以CuKα（波长=1.54Å

）射线照射NaCl表面，当2θ=31.7º

和2θ=45.5º

时记录到反射线,这两个角度之间未记录到反射线（选择反射）,计算这两个角度对应的晶面间距（d）？

（a）λ=1.54Å

θ=15.85º

d1=?

（b）λ=1.54Å

θ=22.75º

d2=?

（a）n=1:

d1=2.82Å

（b）n=1:

d2=1.99Å