ПРИМЕРЫ ВОЗМОЖНЫХ ВОПРОСОВ
ДЛЯ ЛЕКЦИОННЫХ МИНИ-КОНТРОЛЬНЫХ
(С ОТВЕТАМИ)

Петр Зоркий. Химфак МГУ


ПРИМЕЧАНИЕ. Приведенный ниже материал будет также полезен при подготовке к компьютерному тесту.

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(xyz), максимумы которого в стандартном рентгеноструктурном анализе принято считать положениями атомов, характеризуемыми координатами xjyjzj, где j – индекс атома; в процессе "уточнения" структуры определяются также параметры атомных тепловых эллипсоидов, характеризующие (в гармоническом приближении) тепловые колебания атомов.

Ответ:
а) максимумы функции r(xyz) принимаются в качестве положений атомов с координатами xjyjzj, где j – индекс атома; сравнение данных рентгеноструктурного анализа с данными нейтронографии, позволяющей определять средние во времени положения ядер, показывает, что величины xjyjzj, как правило, близки к средним координатам ядер (за исключением атомов водорода); прочие особенности функции r(xyz) (склоны максимумов, значения r(xyz) 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(xyz) содержит адекватную информацию о распределении электронной плотности в межъядерном пространстве, т.е. дает сведения о химических связях и других межатомных взаимодействиях.

Лаборатория кристаллохимии. Химфак МГУ
Курс Кристаллохимия на химфаке МГУ
Химфак МГУ
МГУ