Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вест А. -> "Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1" -> 29

Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1 - Вест А.

Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ.. Под редакцией академика Ю. Д. Третьякова — М.: Мир, 1988. — 558 c.
ISBN 5-03-000056-9
Скачать (прямая ссылка): chem_tt_1.pdf
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 219 >> Следующая

Данные по интенсивности обрабатываются на ЭВМ по сложным программам. Окончательный результат представляется в виде трехмерной карты распределения электронной плотности, на которой видны позиции всех атомов в элементарной ячейке.
Трудно переоценить значение рентгеновских методов исследования для неорганической химии и химии твердого тела. В сущности, все наши знания о кристаллических структурах были получены этими методами за последние 60 лет. Эти знания имеют первостепенное значение для объяснения свойств кристаллических веществ, интерпретации их структуры и определения областей их применения.
Распределение электронной плотности, размеры атомов и химическая связь. Конечный результат расшифровки кристаллической структуры — определение координат атомов в элементарной ячейке. Из этих данных можно легко получить информацию о координационных числах и длинах химических связей. Если точность определения координат атомов достаточно велика, а кристаллическая структура соединения относительно проста, то можно продвинуться еще на один шаг в структурном исследовании, а именно исследовать распределение валентных электронов в кристалле. Такое исследование дает информацию, во-первых, о размерах атомов или ионов, а во-вторых, о типе химической связи (ковалентной или ионной).
На рис. 8.1 приведена карта распределения электронной плотности в одном из сечений структуры ЫР. Отчетливо видны
74
3. Физические методы исследования неорганических веществ
почти сферические области высокой электронной плотности. Эти области отвечают положениям атомов или ионов. Общее число электронов, приходящихся на каждый атом или ион, можно оценить полуколичественно, рассчитав площадь каждой области, с учетом величины электронной плотности. В случае Ы? электронная плотность уменьшается почти до нуля вдоль линии, соединяющей центры атомов. Это является прямым доказательством того, что химическая связь в этом соединении в основном носит ионный характер. Однако для других веществ точка с нулевой электронной плотностью на прямой между центрами соседних атомов часто отсутствует. В этих соединениях химическая связь, по крайней мере частично, ковалеитная.
Для оценки размеров атомов или ионов необходимо найти такую точку на линии, соединяющей центры атомов, где электронная плотность минимальна, как это сделано на рис. 8.2 для 1лР. Такая процедура приводит к весьма необычному результату: размеры катионов оказываются значительно больше, а размеры анионов значительно меньше, чем те, которыми мы пользуемся уже много лет. Так, согласно данным широко распространенных таблиц ионных радиусов (например, по Полин-гу), можно ожидать, что в М^О ион кислорода (радиус 1,45 А) гораздо больше иона магния (радиус 0,65 А). Точная карта распределения электронной плотности, однако, показывает, что размеры этих ионов примерно одинаковы (радиус иона кислорода 1,09А, иона магния 1,02А). Многие из наших представлений о кристаллических структурах, основанные на величинах ионных радиусов, например по Полингу, должны в ближайшие годы, видимо, быть пересмотрены в связи с результатами последних рентгеновских исследований.
Дефекты кристаллической решетки и разупорядочение. Рентгенографические методы исследования монокристаллов иногда дают информацию о дефектах кристаллической решетки и (или) типе разупорядочения. Беспорядочно расположенные точечные дефекты сложно обнаружить рентгеновскими методами. В то же время упорядочение дефектов в одном или двух измерениях обычно хорошо проявляется на дифракционной картине. Если в кристалле существует одномерное упорядочение дефектов, например дефектов упаковки, или имеются двойники, то на рентгеновских снимках вместо пятен, как на рис. 3.2, появляются полосы. В случае двумерного упорядочения дефектов, например при образовании волоконных структур, в которых волокна образуют беспорядочно ориентированные пучки, дифракционные пятна на рентгенограммах сливаются.
3.2.1.4. Электронография (дифракция электронов). Для описанного выше рентгеновского исследования монокристаллов не
3.2, Обзор методов исследования твердых тел
75
обходимо иметь образцы диаметром ^0,05 мм. Иначе интенсивность рассеянных лучей слишком мала, и их трудно зафиксировать. Причина такого ограничения заключается в том, что рентгеновские лучи слабо дифрагируют. Очень часто, однако, монокристаллы размером 0,05 мм не доступны или их невозможно синтезировать. В таких случаях для исследования структуры монокристаллов используют метод электронографии. Применение этого метода основано на использовании волновых свойств электронов и их высокой рассеивающей способности. Для исследования пригодны монокристаллы малых размеров. Получаемые дифракционные картины представляют собой изображение на фотопленке набора рефлексов, очень напоминающее рис. 3.2.
К осложняющим факторам © методе электронографии относится возникновение вторичной дифракции. Поскольку эффективность рассеяния электронов высока, рассеянный пучок весьма интенсивен. Такой рассеянный пучок электронов может, как и первичный пучок элетронов, дифрагировать «а других плоскостях кристалла. Этот процесс называется вторичной дифракцией. Вторичная дифракция имеет два неприятных последствия. Во-первых, при некоторых условиях на электронограммах появляются дополнительные рефлексы, что затрудняет интерпретацию дифракционной картины. Во-вторых, интенсивность рассеянных лучей изменяется, что не позволяет количественно проводить исследование кристаллической структуры.
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed