Избор На Редактора

Рентгенов структурен анализ на

(рентгенов структурен анализ), методът за изучаване на атомната мола. структура вход, Ch. Пр. кристали, въз основа на изследването на дифракцията, произтичащо от взаимодействието. с изследваната проба от рентгеново лъчение с дължина на вълната приблизително. 0, 1 nm. Използвайте Chap. Пр. характеристика. Рентгеново излъчване (вижте рентгенова спектроскопия ), чийто източник обикновено е рентгенови тръби. Нанася като синхротрон радиация, до Roe представлява nondiverging поляризирана Х-лъчение с висок интензитет се появява в газта, когато се движат в кръгови орбити на електрони.

Обикновено устройството за RV. а. дифрактометър, който включва източник на лъчение, гониометър, детектор и устройство за измерване и контрол. Гониметърът се използва за настройка (с точност от около 1-3 дъга секунди) на пробата и детектора до необходимото за получаване на дифракции. позицията на картината. Детекторите са сцинтилационни, пропорционални или полупроводникови броячи. Мярка. Устройството регистрира (непрекъснато или чрез точки) интензитета на рентгеновите дифракции. максимуми (отражения, отражения) като функция от ъгъла на ъгъл на дифракция между инцидентите и дифракционните лъчи (виж фиг.). Понякога използвайте инструменти с няколко. детектори, както и двуизмерни позиционно-чувствителни детектори (за едновременно измерване на интензитета на голям брой отражения); експериментът се провежда както при ниски, така и при високи температури; Използват се клетки с високо налягане и т.н.

Зависимостта на интензитета на дифракционните рентгенови лъчи от ъгъла на дифракция на рентгеновата дифракционна характеристика е ликристална. а-А1 2 0 3 .

С помощта на R. s. а. поликристален е изследван. проби и единични кристали от метали, сплави, минерали, течни кристали, полимери, биополимери, ниско молекулно тегло. орг. и неорг. съединения.

При изучаване на единичен кристал (най-често под формата на топка с диаметър 0, 1-0, 3 mm), формата и размерите на единичната клетка на кристала се определят при ъглите на дифракция. Според редовното отсъствие на някои отражения, пространството се оценява. група на симетрия на кристала. Според интензитета на отраженията, изчислете abs. стойности на структурните амплитуди. Структурните амплитуди-коефициенти на серия от Фурие, с помощта на които представляват разпределителната функция на електронната плътност r (r), където r е векторът на радиуса на която и да е точка в единичната клетка на кристала. Позициите на максимумите на тази функция се идентифицират с позицията на атомите и формата на максимумите се използва за преценяване на топлинните вибрации на атомите. Фазите на структурните амплитуди (т.е. фазовото отместване на отразената вълна спрямо инцидентната вълна) не могат в общия случай да се определят директно от експеримента; за тази цел са разработени специалности. косвени методи.

След определяне на общия характер на кристалната. структурите произвеждат уточнението си, като следват. приближаване на стойностите на теоретично изчислените структурни амплитуди до експериментално определени, например,с помощта на мат. метод naim. площади. Атомната структура е представена като набор от атомни координати и параметрите на техните топлинни колебания. От тези данни, може да се изчисли interatomic разстояния и ъгли на валентните 10 с грешка от -3 -10 -4 нм и 0, 2-2 ° съответно. Това ви позволява да установите по-точно химикала. кристална структура, вида на възможни изоморфни заместители (надеждност и точност по този начин зависи от атомния номер на елемента), естеството на термичните вибрациите на атоми, и така нататък. г.

за определяне на атомна структура на средна трудност (50-100 атома в единична клетка) е необходимо да се измери интензитетът няколко. хиляди рефлекси. Колкото повече измервания се отразяват, толкова по-добра е разделителната способност на функцията r (r) и толкова по-добре се откриват атомите (особено светлите, например Н). В проучването на по-сложни съединения. , включително протеини, необходимият брой отражения се увеличава до десетки и стотици хиляди. Разделителната способност на функцията r (r) е m. все още недостатъчно да се установи атомната структура; тогава се определя само разпределението на плътността на разсейващото вещество в кристала (с разделителна способност от 0, 2-0, 5 nm).

В случай на поликристален. позицията на пробите и интензитета на дифракта. Максима се определят не само с помощта на дифрактометри, но понякога и с помощта на рентгенови фотоапарати с фотография. регистрация на разсеяна радиация. Структурата се определя от пробата и грешката на предварително известни или заподозрени структура ядрената кадър място (напр., Съдържащ само "тежки" атоми) добавя непознати елементи и изчисляване на интензитета на максимумите, притежавани до тогава в сравнение с експериментално определените стойности. Съвпадението е потвърждение на предложения модел. Използването на този профилен анализ на рентгеновите дифракционни модели на поликристалите прави възможно изследването на сложни структури с 30-50 атома в единична клетка.

Изчисления в селото. а. извършени с помощта на компютър. Поради прецизната обработка на експеримента. (както при измерване на интензитета на отраженията в дифрактометри, така и при въвеждане на корекции при изчисляване на структурните амплитуди), може да се изследва разпределението на електронната плътност между атомите. За да направите това, изграждане на така наречените. деформация. електронната плътност dr (r), която описва преразпределението на електроните в атомите по време на образуването на химикала. връзката между тях. Анализът на функцията dr (r) прави възможно да се определи степента на трансфер на заряда, ковалентността на връзката и пространствата. подреждането на неразредените двойки електрони и т.н.

Данните за P. p. а. върху структурата на молекулите и кристалите - първоначална информация в изследването на механизма на химията. химическа. NAT. в комуникация-в-а; с насочена модификация на chem. съединения; при анализиране на биохима. характеристики на биологично активни съединения. ; в синтеза на лек. Wed-in и т.н.

За да разрешите проблема. задачи за определяне на структурата на входното устройство, например. за установяване на разпределението на електронната плътност в кристала, комбинация от рентгенова дифракция е обещаваща. проучвания с неутронна дифракция, както и с данни за ЕРР и ЯМР. Фазите на структурните амплитуди на протеиновите кристали могат да бъдат определени само като резултат от рентгеновата дифракция на ставите и биохимията. изследвания.

Рентгеновата дифракция върху кристалите е открита през 1912 г. от М. Лауе, В. Фридрих и П. Книпинг. През 1913 г., независимо от това, VG Wolf и WL Bragg обясняват дифракцията. През същата година Браг рентгеново открива атомната структура на редица прости кристали.

Лит. : MA Poray-Kosits, Практически курс по рентгенов структурен анализ, Москва, 1960; Асланов ЛА, Инструментални методи за рентгенова структурна анализ, Москва, 1983; Асланов Л.А., Треушевиков ЕМ, Основи на теорията на рентгенова дифракция, М., 1985; Резултатите от науката и технологиите, ser. Кристална химия, том 20-Електронна кристална химия, Москва, 1986; Dunitz I.D., рентгенов анализ и структурата на органичните молекули, lthaca-L. , 1979. П. П. Озеров.


Химическа енциклопедия. - М .: Съветска енциклопедия. Ед. I. L. Knunyants. 1988.