粉末衍射法测定晶体结构 上 X射线衍射结构晶体学基础PDF电子书下载

第一章x射线衍射的晶体学基础 1

1.1晶体的基本特征 1

1.2晶体的宏观对称元素 2

1.2.1对称中心 2

1.2.2对称面（反映面） 2

1.2.3旋转对称轴（对称轴） 3

1.2.4五次和高于六次的旋转对称轴不可能存在 5

1.2.5旋转反演对称轴 6

1.2.6旋转反映轴 8

1.2.7宏观对称元素的图示 9

1.3宏观对称元素的组合定理 9

1.4 32个晶体类型、点群和晶系 12

1.4.1 32个晶体类型的推导 12

1.4.2点群 17

1.4.3七种晶系 21

1.5点阵、晶面、晶向和晶带 21

1.5.1空间点阵 21

1.5.2阵点平面指数 22

1.5.3空间点阵的阵点直线方向指数 24

1.5.4晶带与晶带轴 25

1.5.5晶棱与晶棱指数 25

1.5.6晶面指数与晶棱指数的相互关系 26

1.5.7同一晶带各个晶面的指数 27

1.6倒易点阵 27

1.6.1倒易点阵概念 27

1.6.2晶体正空间和倒易空间晶胞基本参数的关系 28

1.6.3晶向与晶向、晶面与晶面、晶向与晶面间夹角的计算 30

1.7 14种布拉维（Bravais）点阵 36

1.8微观空间对称元素的组合 40

1.8.1晶体的微观对称元素 40

1.8.2微观空间对称元素与周期平移的组合 43

1.8.3微观空间对称元素之间的组合 52

1.8.4微观对称元素与非初基平移的组合 59

1.9空间群 59

1.9.1坐标系原点的选择 59

1.9.2 230个空间群 60

1.9.3 120个X射线衍射群 60

1.9.4国际表中空间群应用的简要说明 62

1.10 X射线衍射方程 76

1.10.1布拉格（Bragg）衍射方程式 76

1.10.2晶面间距与晶体点阵常数的关系 78

1.10.3晶面间距与晶体倒易点阵晶胞参数的关系 79

参考文献 80

第二章 化合物结构的晶体化学基础 82

2.1化合物分类和晶体结构类型概述 82

2.1.1二元和多元复杂化合物的组分分类 82

2.1.2晶体结构类型的分类 84

2.1.3晶体所属空间群分布的统计 86

2.2密堆积理论和元素的晶体结构 87

2.2.1圆球密堆积在晶体结构中的意义 87

2.2.2等径圆球六角和立方密堆积 88

2.2.3圆球密堆积排列的空隙类型 89

2.2.4多层密堆积的表示方法 90

2.2.5圆球密堆积排列的点群和空间群 92

2.2.6元素的晶体结构 94

2.3元素的原子半径、离子半径和共价半径 100

2.3.1元素的原子半径 100

2.3.2元素的离子半径 101

2.3.3元素的共价半径 119

2.4原子的电负性、电离能和电子亲合能 121

2.4.1原子的电负性 121

2.4.2原子的电离能 124

2.4.3原子的电子亲合能 126

2.5配位数与配位多面体 127

2.5.1配位多面体类型 128

2.5.2离子半径与配位多面体 129

2.5.3配位多面体的连接方式 130

2.6离子晶体结构的鲍林经验规则 131

2.7影响晶体结构的因素 133

2.7.1化学键类型 133

2.7.2结构稳定性的几何因素 135

2.7.3结构稳定性的热力学因素 150

2.7.4结构稳定的电子浓度因素 156

2.7.5极化对晶体结构的影响 159

2.8晶体结构表示法 160

2.8.1带原子参数与无参数的结构 160

2.8.2结构中原子间距与键角的计算 162

2.9同构型和多型性 163

2.9.1同构型（isostructure）和类质同形（isomorphism） 163

2.9.2多型性（polymorphism）和固态结构相变 164

2.9.3多型性相变的热力学分类 165

2.9.4多型性相变的结构分类 169

2.9.5相变的压力和温度因素 175

2.10非化学计量化合物 176

2.10.1非化学计量化合物形成原因 176

2.10.2非化学计量化合物的类型 178

参考文献 183

第三章 X射线粉末衍射实验技术 186

3.1 X射线源 186

3.1.1 X射线发生器 186

3.1.2同步辐射X射线源 192

3.2辐射波长与滤波片的选择 194

3.2.1辐射波长的选择 194

3.2.2滤波片的选择 195

3.2.3试样和滤波片荧光辐射的消除 197

3.3粉末衍射照相机 197

3.3.1德拜-谢乐（Debye-Scherrer）照相法 199

3.3.2西曼-玻林（Seemann-Bohlin）聚焦照相机 202

3.3.3背散射平板照相机 204

3.4粉末衍射仪 205

3.4.1布拉格-布伦塔诺（Bragg-Brentano）衍射仪 207

3.4.2德拜-谢乐型衍射仪 210

3.4.3西曼-玻林型衍射仪 212

3.5 X射线探测器 213

3.5.1气体电离计数器 213

3.5.2闪烁计数器 218

3.5.3半导体探测器 220

3.5.4探测器的选择 223

3.6晶体聚焦单色器和衍射装置 226

3.6.1严格单色X射线的获得 226

3.6.2弯晶聚焦单色器类型 227

3.6.3单色聚焦照相机 231

3.6.4入射线单色化聚焦衍射仪 235

3.7高低温X射线粉末衍射装置 236

3.7.1高温X射线粉末衍射装置 236

3.7.2低温X射线粉末衍射装置 238

3.7.3高低温单色聚焦照相机 239

3.8高压X射线粉末衍射装置 241

3.8.1高压照相机 241

3.8.2高压室试样压力的标定 245

3.9中子衍射 252

3.9.1固定波长的中子粉末衍射 253

3.9.2固定散射角连续波长的中子衍射 253

参考文献 254

第四章 粉末衍射法的峰形、位置和强度 258

4.1衍射线峰形 258

4.1.1衍射线宽的来由 258

4.1.2衍射线的峰形函数 258

4.1.3衍射线的不对称函数 262

4.1.4衍射线的峰宽函数 263

4.2衍射位置表示法 264

4.2.1衍射线峰值位置θm 264

4.2.2衍射线重心位置θc 264

4.2.3衍射线的积分强度中心位置θi 265

4.3 X射线衍射强度 266

4.3.1洛伦兹偏振因数 267

4.3.2多重性因数 268

4.3.3原子散射因数 270

4.3.4结构因数 271

4.3.5温度因数e-2M 273

4.3.6吸收因数 275

4.3.7初级消光和次级消光 286

4.3.8择优取向的校正 287

4.3.9衍射背底的校正 288

4.4中子衍射强度 289

4.4.1热中子固定波长的衍射强度 289

4.4.2连续波长脉冲中子衍射强度 290

4.5衍射强度的实验测定 292

4.5.1测定衍射强度对试样的要求 292

4.5.2探测器响应的非线性 294

4.5.3计数器测量的统计精度 295

4.5.4记录衍射强度方式 297

4.5.5照相法衍射强度的测定 300

参考文献 303