晶体结构与X射线衍射

《晶体结构与X射线衍射》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、晶体结构与X射线衍射YanLiangContents晶体学基础1X射线的产生和性质2晶体对X射线的衍射3X射线衍射仪的购置1晶体学基础什么是晶体空间点阵与晶胞基本性质晶体学发展晶体晶体学基础——什么是晶体？传统概念：天然生长的（非人为磨削的）、规则的凸几何多面体形状的固体晶体的概念现代概念：内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体原子质点离子分子具有立方体外形的食盐颗粒不具规则外形的食盐颗粒外形不同内部原子排布完全相同晶体学基础——空间点阵与晶胞阵点：质点种类相同，所处周围环境和方位相同空间点阵：晶体结构中具有相同环境的

2、阵点的排列行列：分布在同一直线上的阵点构成行列面网：分布在同一平面内的阵点构成网面面网密度：一个网面上，单位面积内阵点数面网间距：一组相互平行的面网中，任意相邻面网间的垂直距离晶体学基础——空间点阵与晶胞面网密度越大，面网间距越大晶胞：实际晶体中可划出的最小重复单位晶胞参数：aΛb=γ,aΛc=β,bΛc=α

3、a

4、=a,

5、b

6、=b,

7、c

8、=c晶体学基础——空间点阵与晶胞只要空间排列的周期性相同，它们就具有相同的空间点阵。晶体学基础——基本性质性质稳定性均一性最小内能性自限性（自范性）各向异性对称性晶体的根本特征：在于它内

9、部结构的周期性赫羽依法国科学家魏斯德国学者米勒德国学者赫赛尔德国学者布拉维法国科学家斯丹诺丹麦学者1669费德洛夫德国科学家18741805~18091818~1839183018551885~1898提出晶胞学说有理指数定律大块晶体由晶胞密堆砌而成晶面指数都是简单整数。晶体对称定律晶带定律晶体只存在1、2、3、4、6五种旋转对称轴晶体上任一晶面至少同时属于两个晶带。NicolausSteno(1638-1686)RenéJustHaüy(1743-1822)ChristianSamuelWeiss(1780-1856)

10、WilliamHallowesMiller(1801-1880)AugusteBravais(1811-1863)创立了晶面符号用以表示晶面空间方向推倒描述晶体外形对称性的32种点群空间格子学说晶体结构中的平移重复规律只有14种推导出描述晶体结构内部对称的230个空间群面角守恒定律同一物质的不同晶体，其晶面的大小、形状、个数可能不同，但其相应的晶面间的夹角不变。晶体学发展晶体对称定律——五种旋转对称轴晶体只存在1、2、3、4、6五种旋转对称轴晶面符号晶体上任一个晶面，在三个晶轴a轴、b轴、c轴上的截距为OX、OY、OZ，

11、则取截距与对应晶轴的比取截距系数的倒数比1/p:1/q:1/r=h:k:l即：h:k:l=a/OX:b/OY:c/OZ将其约化为一组无公约数的简单整数比（hkl）则称为晶面符号（米氏符号）32种点群CompanyLogo晶体结构中的平移重复规律只有14种晶体学基础14种布拉维格子、230种空间群，全面、严谨地描述了晶体内部结构质点排布的对称规律性。在人类没有能力测试晶体结构的条件下，从数学的角度对晶体结构的规律建立的数学模型。X射线的产生1895年德国物理学家伦琴发现X射线带来了实验水平的革命为物质结构研究打开了一扇大门

12、RontgenWC1845-19231909年德国物理学家劳埃第一次用X-射线实验证实了晶体结构的重复周期性晶体结构的研究从理论推导进入实际测量X-射线为研究物质结构提供了空前威力的武器LaueMV1827-1960法国学者布拉格父子测定了NaCl晶体结构这是人类测试的第一个晶体结构。自此之后，大量的晶体结构被陆续测出，从而开拓了晶体结构研究的新领域。BraggWH1862-1942BraggWL1890-1971与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单产生条件X射线的产生高速运动的电子流或其他高能射流（如γ射线，

13、X射线，中子流等）被突然减速产生X射线电子流高压靶面123X射线的产生实验室所用X射线通常由X射线机产生X射线机包括：X射线管高压变压器电压电流调节稳定系统X射线产生原子序数越大，X射线波长越短，能量越大，穿透能力越强。辅助设备：冷却系统、安全防护系统、检测系统，等X射线的性质X射线的性质肉眼观察不到，但可使照相底片感光/荧光板发光/气体电离；能透过可见光不能透过的物体；X射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转，通过物体时不发生反射、折射现象，通过普通光栅亦不引起衍射；能够杀死生物细胞组织，对生物有很厉害的生理作用。焦斑—

14、—阳极靶面被电子束轰击的区域X射线从焦斑区域出发焦斑的形状对X射线衍射图的形状、清晰度、分辨率有较大影响在与焦斑短边垂直处，可得到正方形焦点，即电光源在与焦斑长边垂直处，可得到细线型焦点，即线光源较小的焦斑&较强的强度在与靶面成出射角为3°~6°处接受X射线X射线谱X射线管发出的X射线束并不是单一波长的辐射X射线谱—