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.V2— X, — 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 = —2х |
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.