Рентгеноструктурный анализ принадлежит к числу физических методов исследования, наиболее прочно вошедших в химию и минералогию. Одна из основных задач структурного исследования — определение атомного строения кристаллов—представляет, несомненно, гораздо больший интерес для химиков и геохимиков, чем для физиков. Между тем большинство существующих монографий и учебников рассчитано главным образом на лиц, имеющих специальную физико-математическую подготовку.
Теория структурного анализа за последние годы претерпела значительные изменения. Разработка новых методов исследования привела к тому, что изданные до 1S56 г. книги, посвященные рассматриваемому вопросу, значительно устарели. До известной степени это относится и к монографии Липсона и Кокрена „Определение структуры кристаллов", написанной в 1953 г. и переведенной на русский язык в 1956 г. Автор ставил своей задачей по возможности восполнить имеющийся пробел и удовлетворить нарастающую потребность " (главным образом со стороны химиков и геохимиков) в систематическом и подробном изложении современных методов анализа атомного строения кристаллов.
В первом томе „Практического курса рентгеноструктурного анализа", написанном совместно с Г. Б. Еокием в 1951 г., рассматривались методы определения симметрии кристалла, связанные с анализом геометрии дифракционного рентгеновского спектра.
Второй том посвящен центральной проблеме — исследованию атомного строения кристаллов на основе анализа интенсивности, дифракционного спектра. Именно в этой области в последние годы произошли наиболее существенные изменения методики исследований.
Книга (второй том) состоит из двух частей: четвертой и пятой. В четвертой части рассматривается теория интенсивности дифракции рентгеновских лучей в кристалле и связанные с этим вопросы предварительной обработки экспериментальных рентгеновских данных (учет побочных факторов интенсивности). В пятой части, являющейся основной, рассматриваются принципиальные методы и практические приемы расшифровки атомного строения кристаллов: классический метод „проб и ошибок", методы неравенств и статистических соотношений, решаю-
щие фазовую проблему, принципы использования рядов Фурье в рент-геноструктурном анализе, метод межатомной (паттерсоновской) функции, метод последовательных приближений электронной плотности, приемы уточнения координат атомов и анализ точности определения межатомных расстояний. Наиболее детально изложены методы решения фазовой проблемы и метод межатомной функции — ключевые методы современного структурного анализа, почти не освещенные в имеющейся на русском языке литературе. Специальные разделы отдельных глав посвящены вопросам применения вычислительной техники в рент-геноструктурном анализе.
Различные методы и приемы исследования рассматриваются не только с принципиальной стороны, но и с точки зрения возможностей и способов их практического применения. Наиболее существенные методики иллюстрируются характерными примерами расшифровки структур как описанными в журнальной литературе, так и из личной практики автора. Книга снабжена рядом таблиц и графиков, необходимых для работы.
„Практический курс" является прежде всего учебным пособием и руководством для лиц, знакомящихся с рентгеноструктурным анализом. Основной материал книги изложен по возможности просто, с детальным разъяснением физического смысла необходимых математических операций и представлений. Дополнительный материал (петит), предназначенный для лиц, повседневно работающих в области рентгенострук-турного анализа, касается более тонких вопросов теории и более сложных методик, представляющих если не практический, то во всяком случае принципиальный интерес.
В основе книги лежит курс рентгеноструктурного анализа, читаемый на химическом и геологическом факультетах Московского университета. Считаю своим долгом отметить, что большая заслуга в формировании этого курса принадлежит чл.-кор. АН СССР Г. Б. Бокию, который посвятил много труда и времени на обсуждение общих установок и отдельных деталей курса и взял на себя труд редактирования книги.
Автор приносит свою благодарность академику Н. В. Белову и канд. хим. наук Ю. Т. Стручкову, советы и замечания которых помогли избежать ряда неприятных ошибок. При работе над рукописью большую роль играли помощь и советы многих друзей и коллег как в Московском университете, так и в ИОНХ АН СССР. Автор выражает им всем свою искреннюю признательность.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................ 3
Часть четвертая ИНТЕНСИВНОСТЬ РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ КРИСТАЛЛОМ
Введение ................................ 7
Глава I. Рассеяние рентгеновских лучей идеальным, малым по размерам
кристаллом
§ 1. Рассеяние рентгеновских лучей электроном. Полядизацио^нныифактор^ 10 § 2. Рассеяние рентгеновских лучей атомом. «Атомная амплитуда^" ... 19 § 3. Рассеяние рентгеновских лучей группой аТойев'(молекулой). Молекулярный структучжыйфактор.................... 28
§ 4. Дифракция рентгё'НоВс'кИх лучей в идеальном малом кристалле.
Структурный_фактор интенсивности .................. 33
•
Глава II. Рассеяние рентгеновских лучей реальным кристаллом
•%
§ 1. Тепловое движение атомов в кристаллах. Хй^гшрат^дный .ф_а,ктд.р . . 37
§ 2. Интегральная интенсивность дифракции. Факт?рид1ег_р,альнрсти . . 46 § 3. Ослабление интенсивности рентгеновских~~лу"чёи при прохождении
сквозь кристалл. Фактор погдоженая................. 61
§ 4. Фактор повторяемости....................... 78
Глава III. Применение комплексных чисел для описания волнового процесса
Введение.............................. 81
§ 1. Изображение электромагнитных волн комплексными величинами ... 81
§ 2. Ajгo^ШiL_aJЩДВДШ»....................... 84
§ 3. Структурная,амплитуда...................... 87
§ 4. Интерфер?нщонньш_фа,ктор. Законы дифракции рентгеновских лучей
кристаллом............................. 93
§ 5. Фа!<тор1шт^г^а_,льности....................... 101
§'6. Вывод температурной поправки................... 106
Глава IV. Структурные амплитуды отражений
§ 1. Определение структурной амплитуды. Общие формулы....... 109
§ 2, Формулы структурной амплитуды для разных пространственных
групп симметрии........................... 112
§ 3. Методы вычисления структурной амплитуды............ 122
629
Глава V. Статистические соотношения между структурными амплитудами
отражений
Введение................................ 144
§ 1. Некоторые общие соотношений теории вероятностей........ 144
§ 2. Распределение отражений по значениям модулей единичных структурных амплитуд........................., 147
§ 3. Уточнение пространственной группы симметрии.......... 155
Глава VI. Экспериментальное определение интегральной интенсивности
§ 1. Введение.............................. 160
§ 2. Визуальная оценка интенсивности ................. 160
§ 3. Приборы для измерения интенсивности............... 162
§ 4. Приведение интенсивностей разных рентгенограмм к общей шкале . . 164
§ 5. Измерение абсолютной интенсивности отражений.......... 165
§ 6. Приведение относительных интенсивностей к абсолютной шкале . . . 166
Часть пятая
ВТОРОЙ ЭТАП СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА (ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ АТОМОВ В ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЯЧЕЙКЕ КРИСТАЛЛА)
В в, е д е н и е . . . . '............................ 179
Два этапа структурного анализа.....'............... 179
Глава I. Метод проб и ошибок
§ 1. Введение.............................. 185
§ 2. Требования, налагаемые симметрией кристалла на расположение
атомов в ячейке .......... .... ........ 186
§ 3. Роль кристаллохимических данных при расшифровке структуры . . 193
§ 4. Строение кристалла и его физические свойства ... , . . . 216
§ 5. Использование данных об интенсивности отражений в методе проб
и ошибок............................. 225
§ 6. Уточнение координат атомов ............ ........ 241
Глава II. Определение знаков структурных амплитуд (методы неравенств и статистических равенств)
Введение ................................ 243
§ 1. Зависимость знаков структурных амплитуд от выбора начала координат в элементарной ячейке.......... . . . 245
§ 2. Возможности достоверного определения знаков структурных амплитуд 247
§ 3. Метод структурных произведений А. И. Китайгородского . . . 249
§ 4. Метод неравенств Харкера—Каспера............. 257
§ 5. Детерминант связи структурных амплитуд........... 277
§ 6. Статистический подход к определению знаков структурных амплитуд 280 § 7. Практические приемы определения знаков статистическим методом
Захариасена.......................... 288
Глава III. Применение рядов Фурье в рентгеноструктурном анализе кристаллов
А. Математические основы метода. Основные формы разложения в ряды
Фурье, применяемые в структурном анализе ............ 301
§ 1. Разложение периодической ФУНКЦИИ в ряд Фурье.......... 301
Цена: 500руб.
