Материал: Гласкер, Дж. Анализ кристаллической структуры

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

202

Приложения

(а) Можно ожидать, что относительные высоты пиков паттерсоновской карты будут:

Со—Со 27X 27

729

Со—С1

27 X 17

459

Со—0

27X 8

216

Со—С 27X 6

162

0 —0

8 X 8

64

Н—Н

1 X I

■ 1

(На этой карте доминирующими будут векторы Со—Со, если не произойдет случайных перекрыва­ ний других пиков.)

б) Вывод координат векторов между симмет­ рично связанными позициями любого атома (напри­ мер, Со) в терминах параметров положения этого атома:

(I)Полоокения атомов:

1.*, у, z

2.V2X, у, V2 + 2

3.V2 + X, V2 У> — 2

4.х, ‘/2 + у, Чг — 2

(II)Можно ожидать, что межатомные векторы

между симметрично связанными атомами возникнут в следующих положениях, соответствующих разно­

стям координат

различных

положений атомов:

и — 0

о =

0

до =

0

(между положе­

 

 

 

 

 

 

ниями 1 и 1)

ы =

1/2 — 2х V — — 2у

до =

Ч2

(между положе­

 

 

 

 

 

 

ниями 2 и 1)

и =

‘/2

У=

1/г —2у

w = —2z

(между положе­

 

 

 

 

 

 

ниями 3 и 1)

и =

о = ‘/2

до = V2— 2z

(между положе­

 

 

 

 

 

 

ниями 4 и 1)

(Вектор между любыми другими положениями, на­ пример 2—4 или 4—3, либо эквивалентен одному из

 

 

Приложения

 

203

перечисленных

выше, либо связан с

ним

двойной

осью или центром симметрии в начале координат.

Каждая карта

Паттерсона

центросимметрична.)

(в)

На

реальной

паттерсоновской

карте для

кристалла

(рис. 25) пики

возникают,

среди

прочих,

в следующих положениях:

и V W

0,00 0,00 0,00 ±0,20 ±0,32 0,50 0,50 ±0,18 ±0,20 ±0,30 0,50 ±0,30

(г) Сравнение наблюдаемых положений пиков с ожидаемыми в п. (б) показывает, что координаты атома Со должны быть следующими: х = 0,15,

у = 0,16, z = 0,10.

Приложение 8. Изоморфное замещение (центро­ симметричная структура)

F-v = FM+ Fr.

М — замещающий атом или группа атомов; R — остав­

шаяся (незамещенная) часть структуры.

то известно

Если известно положение атома М,

и FM■ При изучении двух изоморфных

кристаллов

полагают, что положение оставшейся части струк­

туры

сохраняется неизменным. Тогда для одного

кристалла

F m +

E r,

а для

F t =

другого

 

 

 

F t ' =

Ем- +

F r\

Полученные экспериментальные данные [В] содер­ жат | Ft | и |Ет'|> выведенные из данных по изме­ рению интенсивностей. Fm и Fm> вычисляют из по­ ложений М и М', найденных из анализа паттерсо­ новской карты. В приведенной ниже таблице пока­ зано, каким образом можно определить знаки

204

Приложения

Ft и Ft'. Так, из рассчитанных значений Fm> и Fк известно, что для рефлекса 011 разность между Ft

 

hkl

 

1 / т 1

| f T '|

 

 

рубидие­

калие­

 

 

 

вой

вой

 

 

 

соли

соли

0

1

1

16

20

0

1

3

132

78

0

2

1

63

70

0

2

2

56

31

0

4

0

102

50

0

4

1

6

12

0

5

2

9

16

0

5

3

38

9

'R b - 'K

Знак F

Знак F

для руби­

для ка­

(рассчитано

из известного

диевого

лиевого

положения

соедине­

соедине­

атома металла)

ния

ния

+ 3 3

+

 

- 5 9

- 1 1

+

+

+ 2 9

+

+

+ 6 1

+

+

+ 17

+

+ 2 1

+

- 5 0

+

 

 

рубидиевой

соли

(экспериментальное

значение

структурного

фактора в этом случае составляет

±16)

и FT

калиевой соли (экспериментальное зна­

чение

±20)

составляет

приблизительно

+33. Это

возможно только в том

случае, когда FRb = +16 и

Fк =

—20;

действительно,

при

этих

условиях

(Fm, — FK) = + 3 6 . Для

рефлекса

013 рассчитанное

значение (FRb — Fk)

равно

—59,

а эксперименталь­

ные значения составляют ±132 и ±78 соответствен­

но для F ^ и Fk. Т о , что разность равна

—59, озна­

чает, что FRb = —132, Fк = —78, т. е.

эксперимен­

тальная разность равна —54.

 

Приложение 9. Аномальная дисперсия

1. Некоторые характерные данные

Ниже указаны_значения |F | для пяти пар ре­ флексов hkl и Hkl, полученные при исследовании кристалла [Е] калиевой соли дигидроизоцитрата (из­ мерения приведены на хромовом излучении). Эти данные показывают эффект аномального рассеяния, возникающий вследствие наличия в структуре ионов калия. Эффект аномального рассеяния в данном

Приложения

205

случае был достаточно большим для того, чтобы можно было легко определить абсолютную конфи­ гурацию образца. Приведенные здесь значения |FC| были вычислены для абсолютной конфигурации иона дигидроизоцитрата, показанной на рис. 34(6). Для энантиоморфной формы соответствующие зна­ чения для hkl и hkl следовало бы поменять местами.

h

k

l

l^ol

1^1

1

3

1

19,0

19,2

—1 —3 —1

22,9

23,7

1

3

2

6,4

6,6

—1 —3

—2

11,7

11,7

1

3

3

26,3

25,7

—1 —3 —3

20,7

20,0

4

5

2

7,2

7,0

—4 —5 —2

2,5

2,7

7

1

2

9,2

9,0

—7 —1 —2

13,1

12,9

2. Необходимые алгебраические преобразования

(см. также рис. 34 и рис. П9.1).

Если в кристалле имеется источник аномального

рассеяния,

то /

заменяют на

/ -f- Af' +

iAf".

Поло­

жим, что

А' =

G(/-f- Af') + А,

а В' =

Н {f +

Af') +'

+ В, где А и В относятся к

остальной части струк­

туры, a G и Н — к источнику

аномального рассеяния.

F {hkl) = {А' + Ю АИ + i {В' + IH Af") = = {А' — Н АИ + I (В' + G Af"),

| F {hkl) р = {А' — Н Af")2 + {B' + G Af")2,

F {hkl) = {A' + Ю Af") — i {B' + IH Af") = = {A' + H Af") i {B' G Af"),

| F {hkl) | = {A' + H Af")2 + {B'— G Af")2,

| F {hkl) p —| F {hkl) P = 4 Af" {B'G A'H).

206 Прилоокения

На практике индексам рефлексов дают такое отне­ сение, что /г, k и I относятся к правой системе коор­

динат. Тогда измеряют значения

I/7!2 для

пар реф­

лексов hkl

и НШ и сравнивают величину

и

знак их

разности

с

рассчитанным значением

4kf"(B'G

А'Н).

G

и А' представляют собой косинусоидаль­

ные члены

и не меняют знак при

изменении знака

Аномальной дисперсии нет

системы координат (т. е. когда правая система ста­ новится левой), в которой проводили вычисления для модели. Однако В' и Н — синусоидальные члены, и если обратить знаки трех координат всех атомов мо­ дели, то В' и Я изменят знак. Следовательно, если

(\F(hkl)\2\F(hkl)\2) и (B'G А'Н) имеют проти­ воположные знаки, то значения х, у, z должны быть изменены на х, у, z, в результате чего полу­ чится правильная модель. Если при построении мо­ дели или перспективного вида структуры hkl, как уже упоминалось, отнесены к правой системе, то оси х, у, z (т. е. а, b и с) также должны находиться в

Приложения

207

правой системе. В результате возникает трехмерное представление, из которого непосредственно видна абсолютная конфигурация.

Приложение 10. Некоторые данные по рассеянию рентгеновских лучей и нейтронов

Данные по рассеянию

 

 

 

Рентгеновские

лучи

 

Элемент

Ядро

sin 0/X=0

sln0/X=0.5/A

Нейтроны *

Ь-10-12 см

 

 

 

(по отношению к рассеянию

 

 

 

 

одним электроном)

 

н

■ н

 

1,0

 

0,07

— 0,38

 

2Н = D

1,0

 

0,07

0,65

Li

6Li

 

3,0

 

1,0

0,18 + 0,025/

 

'Li

 

3,0

 

1,0

— 0,25

С

|2С

6,0

 

1,7

0,66

 

|3С

6,0

 

1,7

0,60

О

i60

 

8,0

 

2,3

0,58

Na

23Na

11,0

 

4,3

0,35

Fe

51Fe

26,0

 

11,5

0,42

 

66Fe

26,0

 

11,5

1,01

 

57Fe

26,0

 

11,5

0,23

Со

S9Co

27,0

 

12,2

0,25

Ni

68N i

28,0

 

12,9

1,44

 

eoNi

28,0

 

12,9

0,30

 

62Ni

28,0

 

12,9

— 0,87

и

238JJ

92,0

53,0

0,85

* Факторы нейтронового рассеяния для

'Н 'Ll и eNi

связаны с фазо­

выми сдзкгами

180°

(соз 180°=—1). Аномальный

фактор

для ‘Li связан

с фазовым сдвигом

около

8° (0.023/0,18=1^8°) по

отношению к большин­

ству других ядер. Величина Ъ является амплитудой когерентного рассея­ ния нейтронов.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/159275