ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Учебные материалы

Обложка Д.Ю.Пущаровский

Рентгенография минералов

ЗАО "Геоинформмарк" Москва, 2000.- 288 c.

     Дается описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата. Рассматриваются природа и свойства рентгеновских лучей, излагаются подходы к решению ряда практических задач рентгенографии металлов, представлены основные принципы рассеяния рентгеновских лучей в кристаллах и теоретичексие основы рентгено-структурного анализа кристаллов. Рассмотрены новые приложения рентгено-структурного анализа для решения важнейших проблем современной геологии и минералогии.

      Учебник написан на основе курса лекций по рентгенографии минералов, читаемого cтудентам Геологического фак-та МГУ.
Преназначен для для студентов и аспирантов геологических вузов, а также для специалистов в области кристаллографии, минералогии, петрологии, литологии и смежных дисциплин.

Вся книга в одном файле
(PDF  12400Кб )

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
Часть I.ПРИРОДА И СВОЙСТВА Х-ЛУЧЕЙ 8
1.1. Открытие В Рентгена 8
1.2. Свойства X лучей 13
1.3. Природа Х-лучей 13
1.4. Уравнения дифракции 18
1.5. Модель дифракции У.Л. и У.Г.Брэггов 20
1.6. Дальнейшая информация об X лучах 23
1.7. Спектр рентгеновской трубки 25
1.8. Поглощение рентгеновских лучен 29
Вопросы и задачи к части I 39
Часть II РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ МИНЕРАЛОВ 36
2.1. Способы получения порошковых рентгенограмм 36
2.1.1. Рентгеновская съемка в камере Дебая - Шеррера - Халла 36
2.1.2. Рентгеновская съемка в камере Гинье 43
2.1.3. Порошковые дифрактомстры 47
2.2. Индицировапис рентгенограмм кристаллов кубической сингонии 55
2.3. Обратная решетка 57
2.4. Модель дифракции через представления о сфере Эвальда 59
2.5. Индицированис рентгенограмм кристаллов 60
2.6. Пример расчета дсбасграммы 62
2.7. Точность расчета рентгенограмм 63
2.8. Рентгеновская диагностика минералов 67
2.9. Количественный фазовый анализ 73
2.10. Практические приемы,используемые при рентгенографии некоторых породообразующих минералов 76
2.10.1. Определение состава и структурного состояния полевых шпатов 77
2.10.2. Рентгеновская диагностика слоистых силикатов 88
2.10.3 Определение состава пирротина,арсснопнрита и пирита по рентгенографическим данным 99
2.10.4. Исследование состава кальцита и доломита по рентгенографическим данным 106
2.11. Определение размеров кристаллитов (областей когерентного рассеяния) н микронапряжений 112
Вопросы и задачи к части II 116
Часть III.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ 118
3.1. Основные типы рассеяния рентгеновских лучей 118
3.2.Нсупругое рассеяние рентгеновских лучей 120
3.3. Упругое рассеяние рентгеновских лучей 123
3.3.1. Рассеяние электроном поляризованного излучения 124
3.3.2. Рассеяние электроном пеполяризованного излучения 126
3.3.3. Рассеяние рентгеновских лучен атомом 128
3.3.4. Рассеяние рентгеновских лучей кристаллом Структурная амплитуда 130
3.4. Интегральная интенсивность и фактор Лоренца 136
3.5.Интенсивность отражений от полнкристаллических образцов и фактор повторяемости 139
3.6.Закономерные погасания рефлексов и определение пространственной группы 140
3.6.1. Объемно центрированная ячейка 142
3.6.2.Гранецентрированная ячейка 142
3.6.3.Базоцентрированная ячейка 143
3.6.4. Погасания при наличии в структуре винтовой оси 21 144
3.6.5.Погасания при наличии плоскостей скользящего отражения 145
3.7Закон Фридсля 146
3.8.Влияние температуры на интенсивность брэгговских отражений 146
3.9.Сопоставление теоретического и экспериментального рептгеидифракционного спектра (па примере флюорита) 148
3.10.Программа ' Lazy Pulvеrix ' для расчета теоретического рентгендифракцпошюго спектра (на примере каминита Mg[SO4](OH)) 151
Вопросы н задачи к части III 157
Часть IV.РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ КРИСТАЛЛОВ 159
4.1.Первая структура расшифровки 159
4.2. Монокристальная дифрактомстрия 162
4.3.Обработка экспериментальных данных полученных в дифрактометрс 168
4.3.1. Усреднение отражений 168
4.3.2.Аномальное рассеяние 169
4.3.3.Отбраковка отражений 172
4.3.4. Поправка на поглощение 173
4.3.5.Перестановка осей 176
4.4.Метод "тяжелого атома" в расшифровке кристаллических структур 178
4.4.1.Ряды Фурье и их применение для описания периодической структуры кристаллов 178
4.4.2. Современное состояние работ по нахождению позиций "тяжелого" атома 188
4.4.3.Функция Патерсона н се свойства 188
4.4.4.Обострение функции Патерсона 191
4.4.5.Симметрия функции Патерсона 193
4.4.6.Систематический анализ функции Патерсона, основанный на связи P(uvw) с симметрией кристалла 194
4.4.7. Харкеровские сечения 197
4.4.8.Основные понятия о суперпозиционных методах 200
4.4.9.О целесообразности использования метода 202
4.4.10. Пример выявления атомных позиций на основе функции Патерсона 203
4.5.Электронная плотность 205
4.5.1.Ошибки связанные с обрывом ряда, при расчете функции электронной плотности 206
4.5.2. Разностные синтезы Патерсона и электронной плотности 208
4.6.Статистика интснсивностсй и определение пространственной группы 209
4.7.Прямые методы структурной расшифровки 215
4.7.1.Предварительная иллюстрация прямых методов 216
4.7.2. Неравенства Харкера Каспера 219
4.7.3. Структурный инвариант 223
4.7.4. Равенство Ссйра 224
4.7.5.Зависимость знаков структурных амплитуд от выбора начала координат в элементарной ячейке 226
4.8.Уточнение структуры 229
4.8.1.Температурный фактор 230
4.8.2.Выявление эпантиоморфных модификаций или уточнение абсолютной конфигурации структуры 235
4.8.3.Расчет локального баланса валентных усилий 236
4.9.Диффузное рассеяние и его роль в исследовании структурных дефектов 240
Вопросы н задачи к части IV 244
Часть V.НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА МИНЕРАЛОВ 250
5.1.Использование синхротрошгого излучения 250
5.2.Дифракция при высоких давлениях, минералы глубинных геосфер 256
5.2.1.Состав верхней мантии 259
5.2.2.Состав мантии ниже границы 670 км 262
5.3.Изучение усложняющих реальную структуру явлений, структурная модуляция 265
5.4.Метод Ритвельда в структурном анализе 272
5.5.Электронная кристаллохимия 280
5.5.1. Деформационная электронная плотность 281
5.5.2. Прецизионные измерения интснсивиостсп дифракционных отражений 282
5.5.3. Интерпретация карт δρ(xyz) 284
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 287
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА  
Основная литература 288
Дополнительная литература 288
Ответы и решения задач 289



Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору