30. Метод Лауэ.

В этом методе неподвижный монокристалл освещается пучком полихроматического (белого) рентгеновского излучения, при этом каждая атомная плоскость, характеризующаяся своим специфическим расстоянием между атомными плоскостями (при постоянном угле падения рентгеновского излучения), отражает лучи определенной длины волны.Рентгенограмма, снятая по методу Лауэ, называется лауэграммой. При съемке лауэграммы пучок рентгеновского излучения падает на кристалл и дифрагированное излучение дает на пленке, перпендикулярной первичному пучку, систему пятен, соответствующих отражениям лучей с различной длиной волны от различных плоскостей. Расположение пятен зависит от кристаллической структуры кристалла и его ориентировки по отношению к первичному пучку лучей.Пятна на лауэграмме образуют эллипсы и гиперболы, проходящие через центр лауэграммы, такое расположение аналогично получаемому при падении луча видимого света на зеркало, расположенное под углом к лучу. Если поставить перпендикулярно падающему лучу экран, на который падает отраженный луч, и поворачивать зеркало относительно оси, лежащей в его плоскости, то луч отраженного света движется по конической поверхности и его пересечение с экраном даст эллипс или гиперболу..В методе вращения кристалла съемка ведется в характеристическом рентгеновском излучении и кристалл вращается вокруг оси, перпендикулярной первичному пучку. Пленка располагается на цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью вращения кристалла. Кристалл в рентгеновской камере устанавливается так, чтобы кристаллографическое направление с высокой плотностью расположения атомов совпадало с осью вращения. Вместо вращения образец можно поворачивать вокруг той же оси в возвратном режиме (метод качания).Метод вращающегося кристалла и его видоизменения являются наиболее точными и универсальными при определении кристаллических структур.Достоинств метода вращающегося кристалла является то, что измерение расстояния между нулевой и первой слоевыми линиями позволяет сразу найти угол 0 и, следовательно, параметр элементарной ячейки с. Получив рентгенограммы вращения, когда вертикальными являются остальные оси кристалла, можно найти все три параметра элементарной ячейки. Зная размеры ячейки и плотность кристалла, можно легко вычислить число молекул, присутствующих в каждой элементарной ячейке. Часто из одних только параметров элементарной ячейки можно извлечь ценные сведения.

Видоизмененный ( Поляки, 1920) метод вращающегося кристалла используется и теперь. Из пучка рентгеновских лучей, испускаемых антикатодом А, при пропускании через отверстие В в свинцовых пластинках вырезается параллельный луч, который затем отражается кристаллом С, медленно вращающимся вокруг одной из своих кристаллографических осей. Изображения образуются на круглой пленке FEDG только при тех положениях кристалла, когда угол а удовлетворяет уравнению Вульфа - Брэгга.

Большинство исследований структур проведено с помощью метода вращающегося кристалла.

Если от данного кристалла получить три рентгенограммы, соответствующие вращению вокруг трех наиболее простых направлений в кристалле, то таким путем могут быть определены три ребра элементарной ячейки. Метод вращающегося кристалла широко применяется и для полного определения структур, но соответствующая аппаратура и самый ход расшифровки рентгенограмм значительно сложнее.

31.Дифрактометр (Д.)- прибор для измерения интенсивности и направления рент излучения, дифрагированного на кристаллическом объекте. Д. применяется для решения различных задач рентгеновского структурного анализа. Он позволяет измерять интенсивности дифрагированного в заданном направлении излучения с точностью до 10-х долей процента и углы дифракции с точностью до 10-х долей минуты. С помощью Р. д. можно производить фазовый анализ поликристаллических объектов и исследование текстур, ориентировку монокристальных блоков, получать полный набор интенсивностей отражений от монокристалла, исследовать структуру многих веществ при различных внешних условиях и т.д.

Д. состоит из источника рентгеновского излучения, рентгеновского гониометра , в который помещают исследуемый образец, детектора излучения и электронного измерительно-регистрирующего устройства. Детектором в Д. служит не фотоплёнка, как в рентгеновской камере, а счётчики квантов (сцинтилляционные, пропорциональные, полупроводниковые счётчики или Гейгера - Мюллера счётчики). Дифракционную картину образца в Д. получают последовательно: счётчик перемещается в процессе измерения и регистрирует попавшую в него энергию излучения за определённый интервал времени. По сравнению с рентгеновскими камерами Д. обладают более высокой точностью, чувствительностью, большей экспрессностью. Процесс получения информации в Д. может быть полностью автоматизирован, поскольку в нём отсутствует необходимость проявления фотоплёнки, причём в автоматическом Д. прибором управляют ЭВМ, полученные данные поступают на обработку в ЭВМ. Универсальные Р. д. можно использовать для различных рентгеноструктурных исследований, заменяя приставки к гониометрическому устройству. В больших лабораториях применяются специализированные дифрактометры, предназначенные для решения какой-либо одной задачи рентгеноструктурного анализа.

28. Узловой плоскостью называется плоскость, проходящая через три узла решетки. Любая узловая плоскость, которая параллельна проходящей через начало координат плоскости hx + ky + lz = 0, будет иметь уравнение hx + ky + lz = p, где p – постоянная. Три индекса, т. е. три взаимно простых (несократимых) числа h, k, l, характеризуют целую серию узловых плоскостей, параллельных друг другу. Поэтому эту серию плоскостей обозначают как (hkl). Лучи, отраженные последовательными плоскостями, не будут гасить друг друга лишь в случае, если разность их хода составит целое число длин волн. Из этого Брегг вывел соотношение

Это же уравнение было выведено независимо русским кристаллографом Георгием Викторовичем Вульфом и поэтому носит название уравнения Вульфа–Брегга. Оно определяет те углы  , при которых может происходить отражение от заданной серии плоскостей (hkl). Целое число n называется порядком отражения. Отражениям серии плоскостей (hkl) приписывают индексы nh, nk, nl. Поэтому индексы отражения не обязаны быть взаимно простыми числами. Направления и интенсивности отраженных лучей полностью определяются структурой кристалла. На их анализе и основан рентгеноструктурный метод определения строения вещества. Только при этом нам надо решить обратную задачу – по известным направлениям и интенсивностям отраженных рентгеновских лучей восстановить расположение атомов в кристалле. Таким образом получается полная информация о геометрии молекул, составляющих кристалл. Во многих случаях рентгеноструктурный анализ – единственный метод, благодаря которому можно установить строение молекулы.

23. Инфракрасная спектроскопия (ИКС) — раздел спектроскопии, охватывающий длинноволновую область спектра (>730 нм за красной границей видимого света). Инфракрасные спектры возникают в результате колебательного (отчасти вращательного) движения молекул, а именно — в результате переходов между колебательными уровнями основного электронного состояния молекул. ИК излучение поглощают многие газы, за исключением таких как О₂, N₂, H₂, Cl₂ и одноатомных газов. Поглощение происходит на длине волны, характерной для каждого определенного газа, для СО, например, таковой является длина волны 4,7 мкм.

По инфракрасным спектрам поглощения можно установить строение молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно короткими молекулами: антибиотиков, ферментов, алкалоидов, полимеров, комплексных соединений и др. Колебательные спектры молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно длинными молекулами (белки, жиры, углеводы,ДНК, РНК и др.) находятся в терагерцовом диапазоне, поэтому строение этих молекул можно установить с помощью радиочастотныхспектрометров терагерцового диапазона. По числу и положению пиков в ИК спектрах поглощения можно судить о природе вещества (качественный анализ), а по интенсивности полос поглощения — о количестве вещества (количественный анализ). Основные приборы — различного типа инфракрасные спектрометры.

Все колебания в мол-ле делят на два типа:1) Валентные и 2) Деформационные. Если при данном нормальном колебании происх-т изменение не длины связи,а углы между связями ,и длина связи практич.не меняютсЯ,то такое колебание отн-т к деформационному. Для возникновения деформационного колебания соот-т полоса поглощения при более низких частотах. В свою очередь валентные колебания делятся на симметричные и антисемметричные. Деформационные колебания дел-ся на : веерные ,крутильные и ножничные.Наряду с частотой колебаний,оч важным параметром ИК спектров явл-ся интенсивность полос поглощения,т.к эта величина нечет ценную инф-ю о стр-ре мол-лы.Чем больше изменяется дипольный момент связи в пр-се колебаний,тем больше будет инт-ть ИК поглощения. Каждая полоса в ИК спектре хар-ся след.параметрами:1. Частота колебаний ; 2.Интенсивность в максимуме Е=Д/ c*L,. 3 Ширина полосы,ее часто называют полушириной полосы погл-я. 4.Интегральная инт-ть.(А.

21.фотоэл-метр использ для снятия электрич спектров разн конструкц, включают: 1.источник излучения, 2.монохроматор,3.кюветное отделение

4.детектор, 5.регистрац устройство

1 УФ лучей-дейтеревые/водородн лампы.Это газообр трубки заполнен газом под д-вием электр заряда мол-лы дейтерия/водорода переходят в возбужд сост и распад на атомы.1 из котор нах-тся в возбужд сост возвращ потом в основн сост ,он испуск квант уф области

2-оптич устройство разлагающ электр-магн излуч в спектр направл на образец пучок разл длин волн поочередно.Прост 2 сост из входной и выходн щели,дисперг эл-нта.в качестве котор выступ призма из подходящ материала/дифракцион решетка. Она нужна чтобы вырез узкий пучок из той порции полихромат излучен кот на него попадает.Задача диспергир эл-нта-разлож полихром луч в спектр,а задача выводн щели-вырезать из спектра пучок излучен в узком интервале волн.Поварачивая дисперг эл-нты мы добиваемся выхода поочер лучей разл длин волн.в ФЕКе сканирован вручную,а в спектрофот-автоматич.

3-помещ кюветы в кюветн камере-2 кюветы,из кварцаили оптич материала.в 1-образец растворен в опред раст-ли,во 2-раст-тель без вещ-ва.Чтобы компенсир потери интенс излуч связ с рас-лем и материал кюветы,сравн интенсивн пучков прощедш через 2 кюветы регистр в спец приборе-детектор

4-фотоэл-нт в кот поток фотонов излучен превращ в пропорц электр ток.В совр приборах детектор-фотоумножитель,кот работает по принципу фотоэл-нта явл более чувствит.С появл компьют техники в практике обработки спектроскопич инфо. Появл приборы в котор детектор-фотодиодная матрица

5-при ручн регистр устанавл длины волн на монохроном затем регистр разницу в показан индикатора и образца.Показан индикат снимают в ед.оптич плотности(D)и в %пропускания.

Спектр поглощения-график зав-сти D от длины волны. В определ области спектра можно наблюд увелич резкое D,области наз-полосы поглощен.

Порядок работы на ФЭКе-56м:

-включ источник тока, -включить прибор, -настроить прибор по растворителю(выбрать длину волны и ручками настройки груб и тонк подводим стрелкку измерит прибора к 0.

-измер исследуем раствор переводя каретку с кюветой в проходящ свет.Отмечаем показания прибора.

Устройство: свет от источн 1 пройдя через светофильтр 2 попадает на призму 3,котор делит пучок на 2 пучка-левый и правый. Они проходят конденсорн линзы и с помощью зеркал 5 паралел напрвл в кюветы 3 далее проходят диафрагмы 7 и попадают на приемн свет энергии 8,котор соед с микроамперметром 9.Приемн свет энерг-сурьмяно-цезив фотоэл-нты кот подключ через усилитель к микроамперметру.