X射线分析(5)——数据指标化精讲

第一部分X射线衍射分析第四章.衍射强度和衍射方法第四章.衍射强度和衍射方法4粉晶X射线衍射仪方法5衍射数据的获得6衍射线条的指标化3粉晶X射线照相方法第四章.衍射强度和衍射方法第四章.衍射强度和衍射方法第四章.衍射强度和衍射方法4粉晶X射线衍射仪方法（1）方法原理：与德拜照相法基本一致，只是把粉末柱换成了平板状样品，把底片换成了测角仪。4粉晶X射线衍射仪方法（2）第四章.衍射强度和衍射方法衍射原理解释4粉晶X射线衍射仪方法（3）第四章.衍射强度和衍射方法与照相方法相比：照相法是在整个圆周记录，因此每一对弧线对应的角度是4。（0－360）而衍射仪法则只在半圆周上记录，因此对应的角度为2（0－180）4粉晶X射线衍射仪方法（4）第四章.衍射强度和衍射方法照相法底片与衍射仪图谱的对应关系4粉晶X射线衍射仪方法（5）第四章.衍射强度和衍射方法聚焦法原理使得平板状样品产生类似于照相法的点(柱)状样品的衍射效果。光源、样品、探测器处于一个大园上。在弧段AB中的任一点上能发生衍射的同一组面网产生的衍射都应汇聚在该圆周上的同一点J上，不同面网的衍射线则分别聚焦于该圆周上不同的点上。4粉晶X射线衍射仪方法（6）第四章.衍射强度和衍射方法X射线粉末衍射仪中平板样品的聚焦的进一步解释：4粉晶X射线衍射仪方法（7）第四章.衍射强度和衍射方法在衍射仪探测衍射信号的时候，为了使聚焦园始终存在，探测器与入射线夹角为2，样品与入射线夹角为。4粉晶X射线衍射仪方法（8）第四章.衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪由：A）X射线发生器B）测角仪C）X射线强度测量系统D）以及衍射仪自动控制与衍射数据采集、处理系统四大部分组成。4粉晶X射线衍射仪方法（9）第四章.衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪的构成方块图4粉晶X射线衍射仪方法（10）第四章.衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪外观4粉晶X射线衍射仪方法（11）第四章.衍射强度和衍射方法X射线发生器：是高稳定度的。它由X射线管、高压发生器、管压管流稳定电路和各种保护电路等部分组成。4粉晶X射线衍射仪方法（12）第四章.衍射强度和衍射方法测角仪：光路系统4粉晶X射线衍射仪方法（13）第四章.衍射强度和衍射方法强度测量系统：常用于X射线检测的检测器有：Geiger-Muller检测器（GC）、正比检测器（PC）和NaI(Tl)闪烁检测器（SC）。功能：把X射线的强度信号转化成物理的数字信号4粉晶X射线衍射仪方法（14）第四章.衍射强度和衍射方法衍射仪自动控制与衍射数据采集、处理系统：控制：扫描速度，扫描范围，扫描速度。角度校正，测角仪转动等。衍射数据处理分析系统由一些常用的衍射图处理程序集成，主要有6项：1.图谱处理；2.寻峰；3.求面积、重心、积分宽；4.减背景；5.衍射图比较（多重衍射图的叠合显示）；6.平滑处理。4粉晶X射线衍射仪方法（15）第四章.衍射强度和衍射方法衍射图谱处理过程示例(1)原始图谱(2)平滑以后(3)去掉背景(4)标注峰位(5)图谱比较4衍射数据的获得（1）第四章.衍射强度和衍射方法衍射数据:面网间距(d)，衍射强度(I)但由于无法真正获得绝对的衍射强度数据，因为不同的晶体尺寸、不同的光源特征、不同的仪器种类，所获得的实测衍射强度是完全不可比较的，因此在记录衍射强度的时候，按相对强度记录（I/Io)。4衍射数据的获得（2）第四章.衍射强度和衍射方法照相方法：得到一张德拜图，并从德拜图可以获得如下数据：（1）d按计算获得（布拉格方程式）（2）I/Io用目测的方法估计得到4衍射数据的获得（3）第四章.衍射强度和衍射方法衍射仪方法：得到一张衍射图谱，并经过处理以后同时得到一张数据表。4衍射数据的获得（4）第四章.衍射强度和衍射方法4衍射线条的指标化（1）第四章.衍射强度和衍射方法指标化方法：等轴晶系、中级晶族（四方、斜方、六方）一般可以经过计算的方法，根据粉末衍射的数据可以求出各衍射线的指数；低级晶族（单斜、三斜）则一般无法计算出，必须从单晶结构分析得出。下面举例说明4衍射线条的指标化（2）第四章.衍射强度和衍射方法含义：求出各衍射线条的衍射指数应用：1）用粉末衍射法计算晶胞参数2）鉴定衍射线条中有无杂线，即确定是否含杂质3）确定一些与物质结构有关的信息4衍射线条的指标化（3）第四章.衍射强度和衍射方法例如：等轴晶系，根据面网间距的计算公式：有(h2+k2+l2)=a2/d24衍射线条的指标化（3）第四章.衍射强度和衍射方法等轴晶系，当晶胞大小已知时：例如a=6.29214衍射线条的指标化（4）第四章.衍射强度和衍射方法等轴晶系，当晶胞大小未知时：用尝试法4衍射线条的指标化（5）第四章.衍射强度和衍射方法其他晶系，由于未知的参数增多，在晶胞参数已知的情况下尚可进行指标化，在完全未知的情况下，对于比较高对称性的，还可以计算出指标数值，而对于对称低的则基本无法计算。4衍射线条的指标化（6）第四章.衍射强度和衍射方法存在的hkl衍射无衍射效应的hkl原始格子P全部无体心格子Ih+k+l=偶数h+k+l=奇数面心格子Fh,k,l全奇或全偶h,k,l奇、偶混杂衍射指数的应用——确定空间格子类型(等轴为例)根据不同格子类型的消光规律：4衍射线条的指标化（7）第四章.衍射强度和衍射方法（h2+k2+l2)=立方原始：1,2,3,4,5,6,8,9…(缺7,15,23等)立方体心：2,4,6,8,10,12,14,16,18…立方面心：3,4,8,11,12,16,19,29…4衍射线条的指标化（8）第四章.衍射强度和衍射方法4衍射线条的指标化（9）第四章.衍射强度和衍射方法FP作业第四章.衍射强度和衍射方法1使用CuKα射线（波长＝1.5418A)，对等轴晶系的氯化钠粉末进行X射线衍射，得到的衍射峰的位置分别是：2＝27.45,31.80,45.60,54.05,56.70,66.50,73.30,75.60,84.30试将上述衍射峰进行指标化，并判定其空间格子类型。2用CuKα射线，对于下列结构的物质进行粉末衍射，试预测随着衍射角度的增加次序，衍射图上开始出现的三个衍射峰的2值和对应的hkl值：(1)立方原始a=3.00A(2)立方面心a=5.628A(3)四方原始a=2.00A,c=3.00A