【正文】 將發(fā)生透過、 散射 、 衍射 或吸收后發(fā)射出次級 X射線，或激發(fā)原子核外電子生成光電子，由此構(gòu)成了 X射線分析方法 X射線的分類 – 連續(xù) X射線 – 特征 X射線 ? 對于 X射線衍射分析，多數(shù)用特征 X射線 X射線的產(chǎn)生 特征 X射線 – 高能電子與靶材碰撞，將靶材內(nèi)層電子擊出，致使內(nèi)電子層產(chǎn)生空軌道，此時原子處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，較外層電子會立即躍遷到能量低的空軌道填補(bǔ)電子空位，并釋放能量發(fā)射出特征 X射線。 ? 求：確定二種 NaCl晶胞的大小和型式 82頂 點(diǎn)面內(nèi)NNNN ??? 188200 ???? 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 （ 1）點(diǎn) 陣 （ 2）格 子 （ 3）結(jié)構(gòu)基元 （ 4）十四種空間點(diǎn)陣型式 （ 5） 布拉維法則 （ 6）點(diǎn)陣參數(shù) 一組無限的點(diǎn)，連接其中任意兩點(diǎn)可得一向量，將各個點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原，凡滿足這條件的一組點(diǎn)稱為點(diǎn)陣 平移必須按向量平行移動，無絲毫轉(zhuǎn)動 點(diǎn)陣中每個點(diǎn)具有完全相同的周圍環(huán)境 ?直線點(diǎn)陣、平面點(diǎn)陣、空間點(diǎn)陣 ?素格子（素單位） ?復(fù)格子（復(fù)單位） 有的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù) 82頂 點(diǎn)面內(nèi)NNNN ??? ?點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中每個點(diǎn)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容 ?可以是單個或多個原子、分子、離子團(tuán) ?通常是晶體的周期重復(fù)最小的部分 ?結(jié)構(gòu)基元是每個陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，陣點(diǎn)是一個結(jié)構(gòu)基元抽象出的一個幾何點(diǎn) 3. 晶體結(jié)構(gòu) ＝ 點(diǎn)陣 + 結(jié)構(gòu)基元 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 （ 1）晶胞 （ 2）研究晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì) （ 3）晶面 （ 4）晶棱 （ 5）晶體與點(diǎn)陣的對應(yīng)關(guān)系 ?空間格子對應(yīng)實(shí)際晶體的部位，則稱為晶胞。 ? 是晶體的基本重復(fù)單位 ? 晶胞參數(shù)：描述晶胞的大小和形狀 ? 晶胞中三個基本向量（晶胞構(gòu)型的邊長、三個方向的重復(fù)周期） a、 b、 c ? 三個方向的夾角 α、 β、 γ ?bc＝ α ?ac＝ β ?ab＝ γ ? 晶胞參數(shù) =點(diǎn)陣參數(shù) 空間點(diǎn)陣與晶體 （ 1）晶胞 晶體結(jié)構(gòu) = 點(diǎn)陣 + 結(jié)構(gòu)基元 = 平行六面體（空間格子） + 結(jié)構(gòu)基元 = 點(diǎn)陣參數(shù) ( 、 、 、 α、 β 、 γ)+ 結(jié)構(gòu)基元 = 晶胞 b?a?c?空間點(diǎn)陣與晶體 （ 2）研究晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì) ? 晶胞是晶體的基本重復(fù)單位 ? 整個晶體是按晶胞在三維空間周期地重復(fù)排列，相互平等取向，按每一頂點(diǎn)為 8個晶胞共有的方式堆砌而成 ? 只要清楚一個晶胞的結(jié)構(gòu)，則清楚整個晶體的結(jié)構(gòu) ? 研究晶體 →研究晶胞 ?空間點(diǎn)陣中的平面點(diǎn)陣所構(gòu)成的平面，在晶體外形上表現(xiàn)為晶面 空間點(diǎn)陣與晶體 （ 3）晶面 ?兩平面點(diǎn)陣的交線是直線點(diǎn)陣，在晶體外形上表現(xiàn)為晶棱 空間點(diǎn)陣與晶體 （ 4）晶棱 空間點(diǎn)陣 （無限） 空間格子 陣點(diǎn) 點(diǎn)陣單元 平面點(diǎn)陣 直線點(diǎn)陣 點(diǎn)陣參數(shù) 晶體 （有限） 具體 抽象 晶格 結(jié)構(gòu) 基元 晶胞 晶面 晶棱 晶胞 參數(shù) 空間點(diǎn)陣與晶體 （ 5）晶體與點(diǎn)陣的對應(yīng)關(guān)系 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 （ 1）晶胞二個要索 （ 2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo) （ 3）晶面及晶面指數(shù) （ 4）干涉指數(shù)及晶面間距 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) （ 1）晶胞二個要索 ? 晶胞的大小、型式 – 大?。河删О麉?shù)確定 – 型式：指晶胞是素晶胞還是復(fù)晶胞 ? 素晶胞：含一個結(jié)構(gòu)基元，對應(yīng)簡單格子 ? 復(fù)晶胞：含一個以上結(jié)構(gòu)基元，對應(yīng)帶心格子 ? 晶胞的內(nèi)容 – 晶胞中微粒（原子、分子或離子）的種類和位置 – 表示原子位置要用分?jǐn)?shù)坐標(biāo) 解： I、實(shí)線格子 （ 1）晶胞的大小 ? 立方面心格子 a＝ b＝ c， α=β=γ＝ 90? ? 立方面心格子對應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù) a＝ – 立方面心點(diǎn)陣參數(shù) a＝ b＝ c= ， α=β=γ＝90? ? 點(diǎn)陣參數(shù) =晶胞參數(shù) ? 晶胞參數(shù)為 a＝ b＝ c= ， α=β=γ＝ 90? ? 例：圖為 NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線），實(shí)線格子為立方面心格子，其對應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù) a＝ 。第二章 多晶 X射線衍射法 催化劑性能評價與表征 物質(zhì)性能 當(dāng)今材料科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究中 化學(xué)組成 結(jié)構(gòu)型式 ?功能意識 ↑ ?對結(jié)構(gòu)與性能聯(lián)系規(guī)律認(rèn)識 ↑ 以性能為導(dǎo)向?qū)ふ液驮O(shè)計最適宜結(jié)構(gòu)的材料 結(jié)構(gòu)分析測試方法有著重要意義和不可限量的前景 相關(guān)原子在空間結(jié)合成分子或物質(zhì)的方式 ? X射線衍射 – 單晶衍射 – 多晶衍射 ? 固體材料大都是多晶物質(zhì) –如催化材料、納米材料、有機(jī) 無機(jī)雜化材料等 ? 樣品易得以及樣品與實(shí)際體系相接近 ? 作為一項研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，在學(xué)科研究和工程技術(shù)中的應(yīng)用日趨廣泛和富有成效 晶體幾何學(xué)基本知識 X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測定 線寬法測平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 X射線衍射技術(shù)應(yīng)用于固體材料的 目的 晶體幾何學(xué)基本知識 研究晶體空間結(jié)構(gòu)的特征 揭示其構(gòu)成特點(diǎn)與性能的關(guān)系 晶體幾何學(xué)的基本知識 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 晶體 ? 晶體：由原子（離子或分子）在三維空間中按照一定規(guī)則以周期性排列而構(gòu)成的固體物質(zhì) ? 無定形物質(zhì)：原子的無序排列構(gòu)成 ? 微晶：晶體到無定形物質(zhì)之間的過渡區(qū)域 晶體和無定形物質(zhì)之間沒有截然分開的界線，從晶態(tài)到無定形是原子周期排列重復(fù)次數(shù)由多到少的量變到質(zhì)變的過程 ? 基本性質(zhì) – 確定的熔點(diǎn) – 規(guī)則的多邊形外形 – 均勻性 – 各向異性 – 對稱性 – 對 X射線的衍射 在不同方向上具有不同的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)等物理性質(zhì) 晶體的理想外形和晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性 ?晶體結(jié)構(gòu)的周期大小和 X射線的波長相當(dāng)，可作為三維光柵，使 X射線產(chǎn)生衍射 ?非晶物質(zhì)沒有周期性結(jié)構(gòu)，不能產(chǎn)生效應(yīng) 上述晶體的特點(diǎn)是由晶體內(nèi)部原子或分子排列的周期性所決定的，是各種晶體所共有 ?一塊晶體內(nèi)部各個部分的宏觀性質(zhì)是相同的，例如有著相同的密度、相同的化學(xué)組成等 ?晶體的均勻性來源于晶體中原子排布的周期很小，宏觀觀察分辨不出微觀的不連續(xù)性 ?氣體、液體和玻璃體也有均勻性，是由于原子雜亂無章地分布，來源于原子無序分布的統(tǒng)計性規(guī)律 ?晶體在生長過程中自發(fā)形成晶面，晶面相交成為晶棱，晶棱會聚成頂點(diǎn)，從而出現(xiàn)具有多面體外形的特點(diǎn)，其決定于晶體的周期性結(jié)構(gòu) ?晶體在理想環(huán)境中生長應(yīng)長成凸多面體 ?F (晶面數(shù) )+V (頂點(diǎn)數(shù) )＝ E (晶棱數(shù) )十 2 第一章 催化劑性能評價 ? 概述 ? 催化劑的活性 ? 催化劑的選擇性 ? 催化劑的失活、再生與壽命 ? 催化劑活性測試方法 晶體幾何學(xué)基本知識 X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測定 線寬法測平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 X射線衍射技術(shù)應(yīng)用于固體 cat的 目的 晶體幾何學(xué)基本知識 研究晶體空間結(jié)構(gòu)的特征 揭示其構(gòu)成特點(diǎn)與性能的關(guān)系 晶體幾何學(xué)的基本知識 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 、無定形體、微晶 ①確定的熔點(diǎn) ②規(guī)則的多邊形外形 ③均勻性 ④各向異性 ⑤對稱性 ⑥對 X射線的衍射 晶體 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 空間點(diǎn)陣與晶體 晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 晶系 晶體幾何學(xué)基本知識 （ 1）點(diǎn) 陣 （ 2）格 子 （ 3）結(jié)構(gòu)基元 （ 4）十四種空間點(diǎn)陣型式 （ 5） 布拉維法則 （ 6）點(diǎn)陣參數(shù) 簡便地描述晶體內(nèi)部原子 (離子或分子 )的周期性排列 空間點(diǎn)陣 把原子、離子或分子抽象成一個幾何的點(diǎn)， 將此點(diǎn)沿空間的三個方向 a、 b、 c周期地、無限地排列下去 將表示各類等同質(zhì)點(diǎn)的抽象幾何點(diǎn)稱為點(diǎn)陣點(diǎn)或陣點(diǎn) I概念 – 是一組無限的點(diǎn)，連接其中任意兩點(diǎn)可得一向量，將各個點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原，凡滿足這條件的一組點(diǎn)稱為點(diǎn)陣 (lattice) – 注意 ? 平移必須是按向量平行移動，沒有絲毫轉(zhuǎn)動 ? 點(diǎn)陣中每個陣點(diǎn)都具有完全相同的周圍環(huán)境 （ 1）點(diǎn) 陣 II點(diǎn)陣分類 ? 直線點(diǎn)陣（一維點(diǎn)陣） ? 平面點(diǎn)陣（二維點(diǎn)陣） ? 空間點(diǎn)陣（三維點(diǎn)陣） ? 直線點(diǎn)陣（一維點(diǎn)陣） ?分布于一維空間內(nèi)的點(diǎn)陣 ?陣點(diǎn)排列為一直線的點(diǎn)陣 ?單位向量為 a? ?分布于二維空間內(nèi)的點(diǎn)陣 ?單位向量為 、 ?平面格子 ?把平面點(diǎn)陣內(nèi)的各陣點(diǎn)用兩組使它們發(fā)生周期性重復(fù)的平移矢量聯(lián)接，則整個平面點(diǎn)陣將被劃分成一系列排列的平行四邊形，稱平面格子 ?平面點(diǎn)陣的單元 平面點(diǎn)陣與平面格子 ? 平面點(diǎn)陣（二維點(diǎn)陣） b?a? ?分布于三維空間內(nèi)的點(diǎn)陣 ?單位向量為 、 、 ?空間格子 ?把空間點(diǎn)陣內(nèi)的各陣點(diǎn)用三組使它們發(fā)生周期性重復(fù)的平移矢量聯(lián)接，則整個空間點(diǎn)陣被劃分成一系列平行并置的平行六面體，構(gòu)成空間格子 ?空間點(diǎn)陣的單元 ? 空間點(diǎn)陣（三維點(diǎn)陣） b?a?c? III單晶和多晶 ? 單晶 – 為一個空間點(diǎn)