Издание русского перевода настоящей книги нас очень радует, поскольку мы рассматриваем его как признание наших работ. Мы высоко ценим многолетнее сотрудничество с советскими учеными, работающими в области рентгеновской спектроскопии, в особенности с проф. М. А. Блохиным. Это сотрудничество внесло значительный вклад в развитие наших работ.
В течение десятилетий многочисленными исследовательскими группами в научных центрах СССР, завоевавших международное признание, уделяется большое внимание рентгеновской спектроскопии как способу выяснения природы фундаментальных физических процессов и исследования электронной структуры вещества. О высоком научном уровне этих исследований свидетельствует также большое количество цитируемых в данной книге работ советских ученых.
Рассматривая возможности применения рентгеновской спектроскопии для выяснения электронной структуры химических соединений, мы хотим показать, как явление химической связи можно с помощью рентгеновской спектроскопии описать конкретными параметрами. Такой не лишенный проблем способ рассмотрения должен способствовать наряду с дальнейшим развитием теории химической связи интерпретации и росту информативности рентгеновских спектров. В связи с этим мы надеемся, что русский перевод нашей книги вызовет интерес у широкого круга научных работников в Советском Союзе и приведет к более полному обсуждению и решению невыясненных вопросов.
В заключение отметим новые работы обобщающего характера, опубликованные после выхода в свет немецкого издания нашей чниги. Очень ценным дополнением к ней является монография Л. Н. Мазалова и сотрудников «Рентгеновские спектры молекул» (Новосибирск, 1977). Уже состоялись упоминаемые во введении к нашей книге конференции по рентгеновской спектроскопии в Вашингтоне и Сендаи и опубликованы развернутые тезисы докладов первой конференции. Сообщения, докладывавшиеся на второй конференции, в полном объеме опубликованы в японском физическом журнале (Jap. J. Appl. Phys., 1978, Suppl. 17-2).
Мы благодарим проф. В. В. Немошкаленко и проф. Е. А. Жураковского, осуществивших перевод и научное редактирование книги.
А. Майаелъ, Г. Леонхардт, Р. Сарган
От авторов
Развитие рентгеновской спектроскопии высокого разрешения как метода изучения электронной структуры молекул и твердых тел за последнее двадцатилетие получило новый подъем. Благодаря достигнутому чрезвычайно высокому уровню развития техники эксперимента, лучшему пониманию информации, получаемой из рентгеновских спектров, и хорошей согласованности между тонкой структурой рентгеновских спектров, результатами кван-товомеханических расчетов и данными фотоэлектронной спектроскопии получено много новых результатов.
Последнее обстоятельство повлияло на наше решение отразить в монографии современное состояние рентгеновской спектроскопии и обобщить достигнутые в этой области научные результаты. Мы надеемся таким образом способствовать дальнейшей популяризации достижений науки в этой интересной области исследований и дальнейшему развитию самой рентгеновской спектроскопии. Поэтому предлагаемая монография рассчитана прежде всего на специалистов-спектроскопистов, а также на студентов, специализирующихся в области рентгеновской спектроскопии. Книга должна также, на наш взгляд, облегчить понимание фундаментальных экспериментальных результатов рентгеновской спектроскопии для физиков, физикохимиков - и специалистов по структурной и координационной химии, которые интересуются электронной структурой неорганических и органических молекул и твердых тел.
К написанию данной книги, которую первоначально предполагалось выпустить в серии «Общие начала теоретической и физической химии», побудил нас профессор, доктор Г. Гайслер, которому мы приносим за это свою благодарность. Сердечную признательность выражаем также членам нашей рабочей группы по рентгеновской спектроскопии на химическом факультете Университета им. К. Маркса в Лейпциге, которые поддержали наше начинание, предоставили нам результаты своих исследований, сделали ряд критических замечаний при просмотре рукописи и оказали непосредственную практическую помощь при ее оформлении. Мы особенно признательны доктору X. Кайлакеру и доктору X. Г. Эбер-ле, а также инженерам Г. Фишеру, М. Гуше и Г. Калушу, которые оказали нам помощь в работе над рукописью, составлении списка литературы и подготовке иллюстраций. В заключение мы считаем своим долгом выразить благодарность Академическому издательству Гест и Портиг в Лейпциге за любезное содействие нашим пожеланиям и просьбам при публикации данной книги.
Лейпциг, март 1976 г.
Оглавление
Предисловие к русскому паданию ............ 5
От авторов....................... 6
Введение ....................... 7
Глава 1. Теоретические основы .................. 12
§1.1 Общие положения.................... 12
§ 1.2. Основные линии рентгеновского спектра.......... 24
§ 1.3. Рентгеновские эмиссионные полосы............ 36
§ 1.4. Сателлиты рентгеновских спектров............ 45
§ 1.5. Тормозной спектр и изохроматы рентгеновского спектра ... 59
§ 1.6. Спектр поглощения ................... 64
§ 1.7. Длинноволновая тонкая структура края поглощения .... 69
§ 1.8. Далекая тонкая структура края поглощения........ 86
Глава 2. Получение рентгеновских спектров............ 94
§ 2.1. Принципиальное устройство рентгеновского спектрометра высокого разрешения ................... 94
§ 2.2. Возбуждение рентгеновских лучей............ 96
§ 2.3. Разложение лучей в спектр ............... 106
§ 2.4. Регистрация спектров.................. 114
§ 2.5. Описание некоторых спектрографов ........... 122
§ 2.6. Обработка экспериментальных результатов........ 133
Глава 3. Исследованные спектры................ . 138
§ 3.1. Элементы второго периода (от 3 Li до 10 Ne)........ 138
§ 3.2. Элементы третьего периода (от 11 Na до 18 Аг)....... 142
§ 3.3. Элементы основной группы четвертого периода (19К,20Са от
31 Са до 36 Кг)..................... 154
§ 3.4. Элементы побочной группы четвертого периода (от 21 Sc до
30 Zn) ......................... 159
§ 3.5. Элементы пятого периода (от 37 Rb до 54 Хе)....... . 176
§ 3.6. Элементы шестого и седьмого периодов (от 55 Cs)...... 183
Глава 4. Рентгеноспектральное определение параметров химической
связи и эффективных зарядов атомов........... 190
§ 4.1. Степень окисления и степень ионности связи....., . . 190
§ 4.2. Геометрическая структура................ 197
§ 4.3. Эффективные атомные заряды .............. 204
4.3.1. Понятия, методы определения и значения эффективных атомных зарядов ...................... 204
4.3.2. Определение заряда по рентгеновским эмиссионным спектрам 208
4.3.3. Определение заряда по рентгеновским спектрам поглощения 218
Глава 5. Изучение структуры валентных электронов молекул и обособленных атомных групп в кристаллах.......... 221
§ 5.1. Предварительные замечания............... 221
§ 5.2. Информативность рентгеновских эмиссионных полос и рентгеновских спектров поглощения .............. 225
5.2.1. Определение энергетических уровней........... 225
5.2.2. Определение симметрии уровней............. 230
5.2.3. Определение коэффициентов методом МО ЛКАО......233
§ 5.3. Молекулярные газы...................238
5.3.1. Двухатомные молекулы ............., . , . 239
5.3.2. Трехатомные молекулы.................244
5.3.3. Многоатомные молекулы ................252
§ 5.4. Органические соединения ................260
§ 5.5. Координационные соединения ..............264
5.5.1. Оксианионы элементов третьего периода..........264
5.5.2. Комплексные соединения переходных З^-элементов.....271
5.5.3. Комплексные соединения переходных 4й-элементов .... 282
Глава 6. Рентгеноспектральные исследования структуры энергетических полос твердых тел.................288
§ 6.1. Экспериментальные методы исследования зонной структуры 288
§ 6.2. Информативность рентгеновских спектров.........294
6.2.1. Интерпретация в рамках одночастичной модели......294
6.2.2. Взаимодействие многих частиц..............310
§ 6.3. Исследование чистых элементов ..............312
6.3.1. Металлы основных групп периодической системы......312
6.3.2. Переходные металлы ..................316
6.3.3. Сплавы ........................ 323
6.3.4. Неметаллы .......................325
§ 6.4. Химические соединения .................331
6.4.1. Предварительные замечания ...............331
6.4.2. Соединения типа ANB8~N................332
6.4.3. Другие соединения элементов основных групп.......348
6.4.4. Соединения переходных металлов.............355
Литература.......................362
Предметны» указатель.................. 413
Цена: 300руб.
