2025/11/13第十二章

X射線光譜和表面分析法第二節(jié)X射線衍射分析12.2.1

基本原理12.2.2

粉末衍射分析12.2.3

單晶衍射分析X-rayspectrometryandsurfaceanalysisX-raydiffractionanalysis2025/11/1312.2.1基本原理

1.晶體特性晶體：原子、離子、分子在空間周期性排列而構(gòu)成的固態(tài)物，三維空間點陣結(jié)構(gòu)；點陣+結(jié)構(gòu)基元；晶胞：晶體中空間點陣的單位，晶體結(jié)構(gòu)的最小單位；晶胞參數(shù)：三個向量a，b，c及夾角

，

，

；r,s,t；1/r,1/s,1/t：晶面在三個晶軸上的截數(shù)和倒易截數(shù)。1/r∶1/s∶1/t=h∶k∶l；晶面(110)與C軸平行。2025/11/13基本原理在入射X光的作用下，原子中的電子構(gòu)成多個X輻射源，以球面波向空間發(fā)射形成干涉光；強度與原子類型、晶胞內(nèi)原子位置有關(guān)；衍射圖：晶體化合物的“指紋”；多晶粉末衍射法：測定立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)；

Bugger方程：2dsin

=n

將晶面間距d和晶胞參數(shù)a的關(guān)系帶入：2025/11/1312.2.2粉末衍射分析單色X射線源；樣品臺（試樣本身衍射晶體）；檢測器：

X光管產(chǎn)生K

線和K

線，通過薄鎳箔后可將其中的K

線過濾掉,獲得單色K

線。照射試樣晶體后產(chǎn)生衍射，采用閃爍檢測器記錄衍射圖。測定時，通常使試樣晶體平面旋轉(zhuǎn)，使X射線能對晶體各部位進(jìn)行照射。光源對試樣以不同的

角進(jìn)行掃描，檢測器則以2

角位置進(jìn)行探測。

2025/11/13儀器特點

X射線衍射儀與X射線熒光儀相似，主要區(qū)別：

(1)單色X射線源；(2)不需要分光晶體。試樣本身為衍射晶體，試樣平面旋轉(zhuǎn)，光源以不同

角對試樣進(jìn)行掃描。

2025/11/13應(yīng)用

Bugger方程：2dsin

=n

將晶面間距d和晶胞參數(shù)a的關(guān)系帶入：由測定試樣晶體的衍射線出現(xiàn)情況，可確定晶體結(jié)構(gòu)；

例：求Al的晶胞參數(shù)，用Cu(K1)射線（=1.5405埃）照射樣品，選取

=81.17°的衍射線(333)，則：2025/11/1312.2.3單晶衍射分析儀器：計算機化單晶X射線四圓衍射儀四圓：、、、2

圓：圍繞安置晶體的軸旋轉(zhuǎn)的圓；

圓：安裝測角頭的垂直圓，測角頭可在此圓上運動；

圓：使垂直圓繞垂直軸轉(zhuǎn)動的圓，即晶體繞垂直軸轉(zhuǎn)動的圓。2025/11/13應(yīng)用

能提供晶體內(nèi)部三維空間的電子云密度分布，晶體中分子的立體構(gòu)型、構(gòu)象、化學(xué)鍵類型，鍵長、鍵角、分子間距離及配合物配位數(shù)等。2025/11/13內(nèi)容選擇：結(jié)束12.1X射線熒光分析12.2

X射線衍射分