X射线衍射复习题

连续x射线光谱：具有连续波长的x射线，其强度与波长的关系曲线为连续x射线光谱。标记x射线光谱：管电压增加到某阈值以上时，在连续光谱的背景上重叠强度急剧增加的个别光谱，将这些个别光谱称为标记x射线光谱。相干散射： x射线通过电场作用使物质中的电子产生强制振动，受到强制振动的电子成为新的电磁波源，向空间的所有方向发射与入射x射线频率相同的电磁波，在这些新的散射波之间产生干涉作用称为相干散射。非相干散射：当x射线与外部电子(不受核束缚)或自由电子碰撞时，电子获得一部分动能而变为突跳电子，碰撞后的光子能力减小而偏离原始传播方向，散射波的波长随散射方向变化，因此与入射x射线没有一定的位相关关系，不能在散射线之间发生干扰作用短波长限制：连续x射线光谱的强度随波长的变化而连续变化，每条曲线都有强度的最大值，有被称为短波长限制的短波长限制。吸收极限：对于某些元素，质量吸收系数Um随波长的变化有若干变异，发生变异的波长称为吸收极限。俄歇效应：通过物质入射的x射线，原子被k系激发，在此过程中放出的能量发生二次电离时，另一个核外电子从原子脱离为二次电子的现象称为俄歇效应。 产生的二次电子的能量具有一定的值，将具有这种特征性能的电子称为俄歇电子。质量吸收系数表示单位重量的物质相对于x射线强度的衰减程度，即使物质的状态发生变化也不会发生变化。线吸收系数表示单位体积物质对x射线强度的衰减程度，与物质密度成正比。荧光辐射，光电效应：具有足够能量的光子从原子内部取出k层电子，就会产生电子激发原子时那样的辐射过程，即标记x射线。 该光子激发原子产生的激发和放射过程称为光电效应，射出的电子称为光电子，放射的二次标记x射线称为荧光x射线。逆易矢量的基本性质：逆易矢量r*垂直于正晶格中的HKL晶面。 逆易矢量的长度r*等于HKL晶面的面间隔dHKL的倒数。晶面指数、晶向指数：空间晶格的晶格点平面和晶格点直线相当于晶体结构中的晶面和晶向，晶体学中晶格点平面和晶格点直线的空间取向分别用晶面指数和晶向指数表示.带定律：属于uvw带的晶面，其晶面指数(HKL )必须与Hu Kv Lw=0一致，该关系式称为带定律。晶带：在晶体结构和空间晶格中，平行于同一方向的所有晶面族称为一个晶带，这个方向称为晶带轴。晶面族、晶向族：晶体中具有相同条件但空间相位不同的各组晶面(即这些晶面的原子排列状况和晶面间隔等完全相同)可以归纳为一个晶面族。 用hkl表示。 类似于晶面族，晶体中堆积关系相同的各组晶体取向可以汇集成一个晶体取向族。 用表示。选择反射：原子面不会被入射到任意角度的x射线反射，仅在与d之间满足布拉格方程式时反射。 x射线的这种反射叫做选择性反射。结构因子：用于表示单元相干散射与单电子散射的对应关系的参数。干涉面： (hkl )晶面n次反射视为与(hkl )晶面平行、面间隔为dHKL=dhkl/n的晶面的1次反射. 面间隔dHKL的晶面不一定是晶体中的原子面，而是为了简化布拉格方程式而导入的反射面，这种反射面称为干涉面。干扰指数：干扰面的面指数常用HKL表示。 当干涉指数互为质数时，他代表一族的真正晶面。PDF卡：用d-I数据组代替衍射图形制作的衍射数据卡。原子散射系数：用于表示原子散射和电子散射的对应关系。多重因子：同族晶面HKL的同一晶面p称为衍射强度的多重因子。系统消光：衍射线因结构因子FHKL=0而消失的现象称为系统消光，包括晶格消光和结构消光。消光效果：晶面的多重反射和入射线与反射线的干涉作用引起的入射线强度衰减的消光效果。 只有当晶体处于反射位置时，才会产生消光效果，否则为零。 晶体的反射能力越强，消光效果越明显。面角守恒定律：在相同热力学条件下，在相同物质的各晶体间进行比较，对应晶面的大小和个数不同，但对应晶面的角度不变，特定角度构成该物质所有晶体的共同特征。电子雪崩效应： x射线光子进入计时器，使计时器内的气体电离，在电场的作用下，电离的电子和离子分别向二级移动，在电子向阳级移动的过程中逐渐加速得到更高的能量，这些电子和气体分子碰撞后会进一步引起电离，大量电子向阳x射线衍射法： a劳厄法。 使用连续x射线照射不动的单晶。 连续光谱的波长有范围，对应的反射球也在两个球面之间，这两个球面内的倒易栅格点都在一定的波长下满足布拉格条件，不发生衍射。 主要用于分析晶体的对称性，对旋转的单晶照射单色的x射线进行晶体取向的b旋转结晶法。 在晶体旋转的过程中，位于o点的反易晶格以某个轴为中心旋转，在某个瞬间必定有反易晶格点与厄尔瓦多球相交的瞬间，与该反易晶格点对应的晶面发生衍射。 主要用于研究晶体结构c、粉末法，该方法用单色x射线照射多晶样品。 在相当于o点的倒易晶格点中，如果有任意方位的晶格点，那么其中总是有与埃尔瓦多交叉的晶格点，在与该位置的倒易晶格点对应的晶粒中，与埃尔瓦多球交叉的晶面发生衍射。 主要用于物相分析。荧光放射：具有充分能量的x射线光子从物质中的原子内部取出k层的电子，就会放射出特征性的放射。 其波长与限吸收频率有关，x射线衍射分析图像背景增强，不利于分析。非相干散射： x射线光子与束缚力低的外层电子或自由电子碰撞时，电子获得动能的一部分而成为突跳电子，光子也远离原来的方向，其波长与三线和入射线的角度有关，x射线衍射分析时连续背景增加，特别是对于轻元素，该散射非常显着，给衍射分析带来很大困难。采用滤波器的目的：在晶体x射线衍射分析中以k系标记x射线为放射源时，避免同时出现Ka和Kb产生的两个衍射图形，使衍射图形过于复杂。 作用原理： k吸收限度的特征是滤波器的k吸收限度位于辐射源Ka和Kb之间，且尽可能接近Ka，滤波器对Kb的吸收强，对Ka的吸收小。定性相分析原理：各晶体物质有晶格型、单位晶格的大小、单位晶格中的原子(或离子)数及其位置等结构参数，这些参数反映在x射线衍射图中的物相种类有数千种，但像人的指纹一样，衍射图案完全相同的物相没有两种！ 因此，如果混合使用x射线衍射图案能够唯一确定物相的几个物相，得到的多晶衍射图案就会成为各物相衍射结果的简单重叠。工序：用衍射仪法取得衍射图形，计算晶面间隔和衍射峰的相对强度：物相的定性分析对晶面间隔的精度要求不太高，在衍射图上，将衍射峰的中心线位置(可推定)作为该线的2值， 能够用布拉格方程式算出相应的晶面间隔的定性分析时的相对强度的测定一般通过直接测定衍射峰的峰高度，不需要采用积分强度，也不需要正确地测定峰高度，将峰高度设为100， 优选将能够基于此决定其他峰的相对强度的上述数据设为一个晶面间距和相对强度的表从前反射区域(290 )中选择强度最大的三条衍射线，按强度减少的顺序排列该d值， 将其馀线按强度降低的顺序排列在三强线之后在数字索引中找到与d1(最强线的晶面间距)对应的组在下一个强线的晶面间隔d2中找到接近的数列，在同一组中， 每列按d2的降序排列对于搜索至关重要如果搜索这些列中的数据的第三个d值与实验值相匹配，则检查第四条线、第五条线到第八条线。 从其中找到最有可能的物质相及其卡号从卡库中抽取相应的卡，将实验得到的d值和相对强度与卡上的数据详细对照，如果能够顺利对应的话，物相鉴定在完成的索引中如果找不到与实验结果完全一致的项目，则为a，被检物质为单相由于偏好取向等理由，本来强度应该较弱的峰被选为八强峰时，如果项目中的大部分线都满足条件，那么在发现PDF卡之后，可能会自然地确定物相鉴定是否正确b .被检物质中含有两种以上的物相时很麻烦， 首先，通过排列的组合找到某物相的三强线和其他衍射线，找到与其对应的项目后，找到PDF卡确定其物相，去除与其物相对应的线，将剩馀线的强度标准化后，按照上述顺序进行新的物相的鉴定。定量相分析原理：各相衍射峰的强度随其相含量的增加而提高多相衍射图之间无干扰，只是含物质衍射图的机械叠加。k值法步骤：测定kjs值，制备测定对象相(j相)和内标物质(s相)的重量为1:1的二相复合试样，测定该复合试样中的j和s相的某个测定峰的衍射强度Ij和IS。 在该复合试样中，由于wj/ws=1，因此以Kjs=Ij/IS调制被检相的复合试样向被检试样中添加与Kjs测定时相同的内标物质(添加量没有限定)，并均匀混合，即测定作为被检相的复合试样的被检相的复合试样， 选择衍射峰及实验条件与Kjs测定时完全相同计算被检相的含量，根据测定测定对象相的复合试样的Ij和IS、s相的混入量Ws、预先测定的Kjs计算wj，可以利用关系式wj=wj/(1- ws )求