Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
множества кристаллических зои, или блоков, со слегка различающимися
ориентациями. Этот эффект, называемый мозаичностью, означает, что узлы
обратной решетки на самом деле превращаются в области конечных размеров.
Тем не менее одновременно пересекать поверхность сферы отражения будет
лишь немного узлов решетки (рис. 13.23,,4).
Чтобы получить достаточное количество дифракционных данных, необходимых
для определения структуры кристалла, следует измерить направления и
интенсивности как можно большего числа дифрагировавших лучей. Поэтому на
опыте всегда вращают или колеблют кристалл неким определенным образом.
Это приводит к тому, что сфера отражения последовательно пересекается
многими узлами обратной решетки, и можно соответственно произвести
большое количество измерений (рис. 13.24). Заметим, что именно дискретный
характер обратной решетки затрудняет получение дифракционных данных в
РЕНТГЕНОВСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯ
361
2/А 2/А
РИС. 13.23. Экспериментальные ограничения при наблюдении рентгеновской
дифракции. А. При фиксированных геометрии опыта и длине волны излучения
рассеяние будет наблюдаться только тогда, когда узлы обратной решетки
окажутся на поверхности сферы отражения. Б. Даже если перебрать все
возможные геометрии, можно исследовать лишь ту часть обратной решетки,
которая попадает внутрь сферы радиуса 2/А (сферы ограничения).
РИС. 13.24. Влияние врашения образца на наблюдаемую дифракцию. А.
Ориентация образца, при которой пара векторов рассеяния (черные стрелки)
оканчивается в узлах обратной решетки. Заметим, что если считать
рассеянное излучение (коричневые стрелки) выходящим из центра сферы
отражения, то векторы s проходят через те точки обратной решетки, в
которых оканчиваются векторы S. Б. Иная геометрия, при которой "светится"
лишь один узел обратной решетки.
случае трехмерного кристалла. Если мы имеем двумерный объект, то его
обратной решеткой является набор прямых (см. рис. 13.12). Многие из них
пересекают сферу отражения сразу в двух точках, так что уже при одной
геометрии опыта можно получить много дифракционных пятен (см. рис.
13.11).
362
ГЛАВА 13
НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ ДАННЫХ
Картина пространственного распределения дифрагировавших лучей,
получающаяся при вращении кристалла, совсем не обязательно будет простой.
Однако правильный выбор осей вращения может давать достаточно регулярные
картины расположения дифракционных пятен. Предположим, например, что
падающий пучок перпендикулярен оси Ь и кристалл поворачивается вокруг
этой же оси. В камере вращения образец окружен цилиндрической пленкой
(рис. 13.25,у4). При этом все дифрагировавшие лучи, соответствующие
выбранному уровню к обратной решетки (скажем, h, 0, / ,), будут попадать
на пленке на одну и ту же линию. Однако при каком-то одном положении
кристалла порядок расположения пятен, зависящий от И и /, не будет
регулярным и дифракционная картина будет достаточно бедной. При вращении
же кристалла на эту линию попадает весь А:-слой обратной решетки.
Типичный пример этого представлен на рис. 13.25,/Г.
Очевидно, хотелось бы иметь способ получения дифракционных данных, при
котором как можно лучше учитывается пространственная организация обратной
решетки. Этого можно достичь, например, пользуясь прецессионной камерой,
в которой образец и пленка вращаются таким образом, что дифракционные
пятна от всех отдельных линий обратной решетки образуют соответствующим
образом расположенные линии на пленке. Детали принципа работы
прецессионной камеры довольно сложны, и читатель может познакомиться с
ними в соответствующей литературе. Здесь же мы скажем только, что
результатом съемки с этой камерой являются рентгенограммы, на каждой из
которых представ-
к
-2-1 О
2
А
Рентгеновские
лучи
Б
РИС. 13.25. Камера вращения. При помощи этой камеры плоскость обратной
решетки проецируется в линию на пленке. А. Схематическое представление
камеры вращения. Б. Пример рентгенограммы вращения. (Stout G.H., Jensen
L.M. X-Ray Structure Determination, New York, Macmillan, 1968.)
РЕНТГЕНОВСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯ 363
>00000 >#### ####
- -.**0 ф*0
ШфГ "Ф * ' *• #'
0*0 "ф 000 0* л 0
* #. # #'*•# * •
¦- -#" *# 0*0*0 * "#
* w* ТИ
фф0 0 ¦ фф Фф'" ф ффф Ф * 0 * 00 **00 &
0фф 0" 0-0 0- 0 0 * ж". 00" **
*
V
0ФФ •00
ф, ф*
Ф
*0
_ фГ - - ф • 000
Ф00~* ' ' 000 " * 0 0
ФФ 0-0ФФФ* • - 000Ф0 -0 ./*; * 0*
*гф 00 00000 0- Ш -ZZ1 2
Т0Шт*0 0 *0*0000 Ф00 0 Ф 0*00 0000-0
¦ р Фф фф*0Ф0" -0 - '
###* ## ##¦¦*#'
• 0 00 • Ф 0Ф0Ф0Ф0* 0
400 ф0 * - #"Р
Лф"0* #*•#' *'#
## #" # ## * #¦¦
• • * *0Ф"0 0'¦***€'
•0ффф0' Ф 00
• 0 Ф 0 0 ФФ
ФФ "#####•* Ф ФФ
>'К" *# •*¦*# 0*ф0Ф
Ш "ф. л ф9
ФФ -ФФ ф *' * *'
ф-0^-4 0 .
* #'# #'• •# * ## # •# •'Й
|. #'•" р #-##** 0 0Ф0ФФФ
*0 Ф000 00 *0 • '
' # * *0
S#'#
ф
Ф Ф
*
* ФФ
Ф ¦"
4И • *#
# .# * *# * #
000 • -#
• m Ф ФФ ФФ
* 0'Ф0 0* * #•'
• # #•-#* #
# 0 0 0 _ #* # 0**00 #
'# ##¦- "> #"## # * *
## 00- * 00 • # 0 00 00 -Ф0 0 00 •*0"
