粉末X射线衍射分析.ppt

粉末X射线衍射分析主要内容：一、晶体学基础1.1晶体1.2晶体结构与空间点阵1.2.1晶体结构=空间点阵+结构基元1.2.2晶体结构的描述1.3对称操作与对称要素对称要素符号91.4点群及晶系的划分{notethatspheresinthispicturerepresentlatticepoints,notatoms!}1.5晶面、晶向、晶带、倒易点阵1.5.1晶向和晶面指数晶向指数的意义晶面指数的意义
在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以{hkl}表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。1.5.2晶面间距1.6微观对称元素与空间群19230种晶体学空间群的记号
Symbolsofthe230CrystallographicSpaceGroups1.7倒易点阵定义倒易矢量及性质：
从倒易点阵原点向任一倒易阵点所连接的矢量叫倒易矢量，表示为：
r*=Ha*+Kb*+Lc
两个基本性质倒易点阵小结1.8晶带二、衍射基础2.1衍射的产生及衍射方向三维点阵：按周期a，b，c分别沿X、Y、Z轴构成原子立体网。a(S-S0)=hBragg方程矢量的要素是方向与长度，起点并不重要，以入射单位矢量S0/起点C为中心，以1/为半径作一球面，使S0/指向一点O，称为原点。该球称为反射球（Ewald球）入射、衍射单位矢量的起点永远处于C点，末端永远在球面上。
随2的变化，散射单位矢量S/可扫过全部球面。
s的起点永远是原点，终点永远在球面上劳埃方程在反射球上的表达1/即固定Ewald球，令倒易晶格绕O点转动，(即样品转动)。必然有倒易点经过球面（转晶法的基础）。(2)固定晶体(固定倒易晶格)，入射方向围绕O转动(即转动Ewald球)的晶面不可能发生衍射关于点阵、倒易点阵及Ewald球
(1)晶体结构是客观存在，点阵是一个数学抽象。晶体点阵是将晶体内部结构在三维空间周期平移这一客观事实的抽象，有严格的物理意义。
(2)倒易点阵是晶体点阵的倒易，不是客观实在，没有特定的物理意义，纯粹为数学模型和工具。
(3)Ewald球本身无实在物理意义，仅为数学工具。但由于倒易点阵和反射球的相互关系非常完善地描述了X射线在晶体中的衍射，故成为有力手段。
(4)如需具体数学计算，仍要使用Bragg方程。2.2.1单位晶胞对X射线的散射晶格对X光的散射强度为晶格中每个原子散射强度在特定方向的加和。不同原子的振幅：A晶胞＝|F|Ae各原子的坐标为u1v1w1;u2v2w2;u3v3w3……最简单情况，简单晶胞，仅在坐标原点000处含有一个原子的晶胞底心晶胞：两个原子，000，½½0体心晶胞，两原子坐标分别是000和1/21/21/2面心晶胞：四个原子坐标分别是000，½½0，½0½)，0½½系统消光：由于原子在晶胞中的位置不同而引起的某些方向上衍射线消失的现象称为系统消光.
系统消光具有普适性。例如对体心立方，体心正方还是体心斜方，消光规律都是相同的。因为结构因子与晶胞大小和形状无关。

原子位置，原子种类，点阵类型
2.2.2一个小晶体对X射线的散射

那么，已知一个晶胞的衍射强度（HKL晶面）为：

若亚晶块的体积为VC，晶胞体积为V胞，则：
这N个晶胞的HKL晶面衍射的叠加强度为：考虑到实际晶体结构与之的差别，乘以一个因子：
最后得到：3.3粉末多晶体衍射强度的积分强度考虑到吸收和温度对衍射强度的影响：作业：
1.试述原子散射因子f和结构因子|FHKL|2的物理意义。结构因子与那些因素有关？
2.计算结构因子时，基点的选择原则是什么？如计算面心立方点阵，选择000，010，110和100四个原子是否可以？为什么？
3.当体心立方点阵的体心原子和顶点原子种类不同时，关于H+K+L=偶数时，衍射存在，奇数时，衍射消失的结论是否仍成立？为什么？（举例说明）