ПРИМЕРЫ ВОЗМОЖНЫХ ВОПРОСОВ
ДЛЯ ЛЕКЦИОННЫХ МИНИ-КОНТРОЛЬНЫХ
(С ОТВЕТАМИ)
|
|
ПРИМЕЧАНИЕ. Приведенный ниже материал будет также полезен при подготовке к компьютерному тесту.
- Какую информацию о структуре можно получить
а) с помощью уравнений Лауэ,
б) с помощью уравнения Брэгга-Вульфа,
в) из данных об интенсивностях дифракционных лучей?
Ответ:
а) нужно проиндицировать дифракционные лучи, т.е. приписать им определенные индексы h, k, l; затем, зная длину волны, с использованием результатов измерения углов, характеризующих направления дифракционных лучей, можно рассчитать параметры решетки;
б) зная длину волны, по данным об углах рассеяния дифракционных лучей (дифракционные конусы в методе порошка) можно рассчитать межплоскостные расстояния (точнее, величины dhkl /n, где n - порядок дифракции), которые в сочетании с интенсивностями соответствующих дифракционных конусов служат "паспортом" кристаллического вещества, что используется в рентгенофазовом (но не в рентгеноструктурном) анализе; если дифракционные конусы удается проиндицировать, то, решая соответствующие системы уравнений, из величин dhkl можно найти параметры решетки;
в) данные об интенсивностях дифракционных лучей позволяют вычислить модули структурных амплитуд Fhkl и с помощью прямых статистических методов найти их фазы Dhkl; в итоге можно рассчитать пространственное распределение электронной плотности r(x, y, z), максимумы которого в стандартном рентгеноструктурном анализе принято считать положениями атомов, характеризуемыми координатами xj, yj, zj, где j - индекс атома; в процессе "уточнения" структуры определяются также параметры атомных тепловых эллипсоидов, характеризующие (в гармоническом приближении) тепловые колебания атомов.
- Какую информацию дает функция распределения электронной плотности r(x, y, z)
а) в стандартном рентгеноструктурном анализе,
б) в прецизионном рентгеноструктурном анализе?
Ответ:
а) максимумы функции r(x, y, z) принимаются в качестве положений атомов с координатами xj, yj, zj, где j - индекс атома; сравнение данных рентгеноструктурного анализа с данными нейтронографии, позволяющей определять средние во времени положения ядер, показывает, что величины xj, yj, zj, как правило, близки к средним координатам ядер (за исключением атомов водорода); прочие особенности функции r(x, y, z) (склоны максимумов, значения r(x, y, z) в седловых точках и т.п.) не имеют адекватного физического смысла, поскольку в качестве приближения в процессе определения структуры используются сферически симметричные стандартные функции атомного рассеяния;
б) в прецизионном рентгеноструктурном анализе вместо стандартных функций атомного рассеяния используются "электронные параметры", позволяющие учитывать индивидуальные особенности рассеяния каждого симметрически независимого атома; поэтому функция r(x, y, z) содержит адекватную информацию о распределении электронной плотности в межъядерном пространстве, т.е. дает сведения о химических связях и других межатомных взаимодействиях.