Математика	Физика	Химия	Биология	Техника и технологии
	Практический курс рентгеноструктурного анализа-Г.Б.Бокий ПРЕДИСЛОВИЕ Можно назвать целый ряд физических методов исследования ве^-щества, настолько прочно вошедших в химию и минералогию, что без них в настоящее время немыслимо развитие этих дисциплин. К числу таких методов относится и реттеноструктурный анализ кристаллов. Определение структур кристаллов в наши дни представляет гораздо больший интерес для химиков и геохимиков, чем для физиков; Есте-ственпо поэтому, что курсы рентгеноструктурного анализа вошли в программу обучения студентов этих специальностей. Ясно, однако, что характер изложения материала для химиков и геохимиков должен- быть иным, чем для физиков. Между тем, большинство существующих учебников рассчитано главным образом на студентов физико-математических факультетов. Читая в течение десяти лет курс рентгеиоструктурного анализа на Геологическом и Химическом факультетах Московского университета, мы решили написать совместно книгу, которая полностью удовлетворила бы программе и являлась бы подходящим пособием для студентов 'названных факультетов. В учебник вошли также материалы, прорабатываемые студентами, специализирующимися по кристаллографии и кристаллохимии, на специальных семинарах. Таковыми, например, являются «Теория стуктуры кристаллов Е. С. Федорова» (Г. Б. Бокий) и «Гармонические методы рентгеноструктурного анализа» (М. А. Порай-Кошип).
Математические основы метода изложены в нашей книге • по возможности в элементарной форме. Все формулы даются в'таком'-виде, в каком они наиболее удобны для расчетов. В книгу не включены раа-делы, представляющие интерес только для физиков-металловедов', зато* решение основной задачи рентгеноструктурного анализа—'задачи определения кристаллической структуры—изложено подробнее, чем во всех других известных авторам книгах. Последовательность, в которой решается эта задача, и определила порядок изложения материала. В этом* отношекии данная книга отличается от большинства других, в которых за основу. принимается разделение по методам рентгеноструктурного анализа (а точ-нее говоря, по методам съемки рентгенограмм с кристаллических образцов). Принятый порядок изложения позволяет изучающему лучше ориентироваться во всем материале, отчетливее представлять себе цель, которая ставится при съемке тех или иных рентгенограмм, а при экспериментальной работе—более уверенно выбирать наиболее подходящее сочетание способов съемки для проведения всего исследования. В отличие от всех других курсов рентгеноструктурыого анализа в этой книге излагается современная теория структуры кристаллов, созданная в 1890 г. нашим великим соотечественником Е. С. Федоровым. Мы хотим исправить несправедливость замалчивания этого славного русского имени не только иностранными учеными, но, к сожалению, и некоторыми нашими. Весь курс предполагается издать в двух томах. В первом томе излагаются методы определения пространственных групп симметрии, во втором —определение правильных систем точек, у т. е. координат атомов в.'кристаллах. Во втором томе будут рассмотрены также вопросы применения методов ренттеноструктурного анализа для решения некоторых побочных задач, существенных для химиков и геологов (фазовый анализ, определение степени дисперсности частиц, прецизионное определение констант решетки). Первый том подразделяется на три части: в первой излагаются основы теории Федорова (составлена Г. Б. Бокием), во второй—свойства рентгеновских лучей, явление диффракции их в кристаллах и методы получения рентгенограмм с кристаллов. Этот раздел изложен по возможности в элементарной форме и является введением к третьей—основной части, посвященной решению структурных задач. В ней излагаются способы определения размеров элементарных ячеек, типа решетки и диффракцион-ного класса я дается описание практических приемов индицирования рентгенограмм и определение федоровской группы симметрии кристалла. Обе последние части написаны М. А. Порай-Кошицсм. Весь курс составлен таким образом, что дает студентам возможность практически овладеть методами определения структур кристаллов, при условии, однако, что основы кристаллографии им уже известны. Авторы благодарят чл.-корр. АН СССР Н. В. Белова и доцента Московского университета М. М. Уманского за ряд ценных советов и предоставление материалов по оригинальным работам. При составлении курса существенную помощь оказали нам ассистенты кафедры кристаллографии и кристаллохимии Московского государствен-нргр университета—Ю. Г. Загальская, Е. А. Победимская и Н. А. Порай-Кодгац, а также сотрудники лаборатории кристаллографии Института общей и неорганической химии АН СССР—Э. Е. Буровая, М. Н. Ляшенко, Л. А. Попова и М. Н. Ковельман. Пользуемся случаем выразить им свою СОДЕРЖАНИЕ Предисловие.......................... 3 Часть первая ТЕОРИЯ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ Е. С. ФЕДОРОВА Fkn а в а I. Основные понятия и термины из теории симметрии п структуры кристаллов, необходимые для дальнейшего изложения 1. Значение работ Е. С. Федорова..................... 7 2. Структура кристалла и структурный тип................ 7 3. Вид симметрии кристалла....................... 8 pt. Кристаллическая решетка..........."............ 9 5. Решетки Бреиэ............................. ш 6. Кристаллический многогранник и решетка кристалла ......... 12 7. Структура кристалла и решетка кристалла............... 13 Глава II. Элементы симметрии кристаллических структур 1. Плоскость скользящего отражения................... 15 2. Винтовые оси.............................. 16 3. Перечень элементов симметрии-кристаллических структур....... 17 4. Пространственная и точечная группы симметрии......,..... 19 Гла'ва III. Схематический гвывод примитивных пространственных групп симметрии для одного из видов симметрии !. Вводные замечания........................... 21 2. Возможные сочетания плоскостей симметричности........... 21 3. Сложение плоскостей симметричности с трансляцией.......... 24 'Ч. Равнодействующие оси симметричности, появляющиеся в результате сложения плоскостей симметричности................... 25 5. Выбор начала координат........................ 26 Глава IV. Схематический вывод непримитивных пространственных групп для ромбопирамидального вида симметрии 1. Базоцентрированные пространственные группы............. 28 2. Бокоцентрированиые пространственные группы............. 29 3. Грансцентрированные пространственные группы............ 30 4. Объемноцентрированные пространственные группы........... 32 § 1, Основные понятия........................... 34 § 2, Кратность л значность точек...................... 35 § 3. Степени свободы точек......................... 35 § 4. Число частных и общих правильных систем точек в структуре..... 3& § 5, Правильные системы точек и решетки Бравэ.............. 37 § 6. Изображение правильных систем точек................. 38 § 7. Запрещенные значения координат................... 39 Глава VI. 230 пространственных групц симметрии § 1. Классификация пространственных групп симметрии.......... 41 § 2, Список пространственных групп.................... 41 § 3. Выбор важнейших групп........................ 45 § 4. Таблица важнейших пространственных групп.............. 47 Часть вторая РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ И КРИСТАЛЛЫ Глава I. Получение рентгеновских лучей § 4. Рентгеновские трубки......................... 115 § 2. Рентгеновские аппараты...........'.............. 121 Глава П. Физика рентгеновских лучей § 1. Природа рентгеновских лучей..................... 128 § 2. Рентгеновские спектры......................... 132 § 3. Рассеяние и поглощение рентгеновских лучей............. 140 Глава III. Диффракция рентгеновских лучей при прохождении через кристалл 1. Введение . v.............................. 155 § 2. Диффракционный эффект, создаваемый атомным рядом......... 160 § 3. Диффракционный эффект, создаваемый атомной сеткой......... 166 § 4. Диффракция в трехмерной «решетке».................. 169 § 5. Диффракция в реальном кристалле................... 175 Глава IV. Геометрия диффракционной картины при различных методах съемки § 1. Конструкция рентгеновских камер ,.................. 178 § 2. Метод порошка............................. 181 § 3. Метод вращения............................ 18* § 4. Число пятен на рентгенограммах и распределение их на фотопленке в зависимости от метода съемки..................... 190 § 5. МРТОД качания............................. 193 § 6. Методы развертки слоевых линий (рентгенгониометрические методы) . . 197 § 7. Метод ионизационного спектрометра.................. 200 § 8. Полихроматический метод....................... 202 Часть третья ПЕРВЫЙ ЭТАП СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА (ИССЛЕДОВАНИЕ СИММЕТРИИ И ТИПА РЕШЕТКИ КРИСТАЛЛА) Введение.................................. 211 Глава I. Задачи, решаемые без инфицирования рентгенограмм. Определение размеров ячейки, типа решетки и диффракционного класса кристалла § 1, Определение размеров элементарной ячейки и типа решетки...... 214 § 2. Определение точечной группы симметрии по симметрии рентгенограмм 229 Главка II. Правила погасаний днффракций в пространственная группа симметрии кристалла § 1. Введение...............,................ 241 § 2. Индексы точек, прямых и плоскостей решетки............. 242 § 3. Преобразование индексов сеток при переходе от одной координатной системы к другой.......f.................... 247 § 4. Индексы узловых сеток и диффракционные индексы.......... 250 § 5. Погасания, обусловленные непримитивностью решеток......... 254 § 6. Правила погасаний, характеризующие присутствие винтовых осей и плоскостей скользящего отражения................... 265 § 7. Определение пространственной группы симметрии............ 281 § 8. Псевдосимметрия и псевдопогасания.................. 300 Глава III. Индацирование рентгенограмм. Определение пространственной группы симметрии кристалла А. Описание геометрии диффракционной картины при помощи обратной решетки и сферы отражения § 1. Обратная решетка ........................... 303 § 2. Некоторые формулы структурной кристаллографии........... 312 § 3. Интерференционное уравнение н сфера отражения........... 317 В. Индицирование рентгенограмм вращения с неподвижной и с движущейся пленкой § 1. Индицирование рентгенограмм, снятых по методу порошка при известных размерах элементарной ячейки.................. 320 § 2. Иидицирование рентгенограммы вращения без применения концепции обратной решетки..............•............. 323 § 3. Обратная решетка и расположение пятен на рентгенограмме вращения . 326 § 4. Применение обратной решетки в процессе индицирования рентгенограмм вращения ............................... 330 § 5. Пример определения пространственной группы кристалла но рентгено- грамам вращения...........,................ 342 § 6. Индицирование рентгенограмм качания................. 346 § 7. Установка рентгеновского ионизационного спектрометра на отражение . 351 § 8. Интерпретация и Индицирование рентгенограмм, снятых но методу рецтгенгониометра Вейсенберга..................... 351 § 9. Метод фотографирования обратной решетки.............. 370 Глава IV. Определение размеров элементарной ячейки, типа решетки и пространственной группы симметрии при исследовании плохо ограненных кристаллов или неограненных кристаллических обломков § 1. Введение . . . ... .......................... 377 § 2. Закономерности диф фракцией ной картины, получаемой по полихроматическому методу............................ 378- § 3. Определение ориентации кристалла................... 388 § 4. Определение размеров элементарной ячейки, типа решетки и пространственной группы по лауэграммам.................... 396 Глава V. Определение размеров элементарной ячейки, типа решетки и пространственной группы симметрии при исследовании кристаллического порошка § 1. Гведение................................ 410 § 2. «Обратная модель» в методе порошка. Систематические ошибки при оценке углов отражения......................, . 411 § 3. Расшифровка дебасграмм кубических кристаллов............ 41& § 4, Расшифровка дебаеграмм кристаллов средних сингоний......... 421 § 5. Определение пространственной группы................. 424 Цена: 300руб.
Назад	Заказ	На главную страницу