РОЗСІЮВАННЯЕЛЕКТРОННОЇ ГУСТИНИ
У МЕТАЛАХІ іонних кристалів
ПОРентгенографічних
ДАНИМ
Зміст
Введення
Глава 1. Властивості досліджуваних об'єктів і методи вимірювання електронної густини по пружному розсіянню
1.1Властивості досліджуванихоб'єктів
1.2Методи вимірюванняелектронної густини по пружному розсіянню
Глава 2. Непружне розсіяння рентгенівських променів речовиною
2.1 Імпульсна апроксимація
2.2 Експериментальніметоди дослідження комптонівського розсіяння
2.3 Атомно- Розсіюючий фактор і розподіл радіальної електронної щільності в літіїпо комптонівського профілям
Глава 3. Методика вимірювань і обробки результатів
3.1. Підготовка зразків і методика вимірювань
3.2 Методика обробки дифракційних максимумів
3.3 Аналіз результатів експерименту
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Експериментальнідослідження розподілу електронної щільності в кристалах за данимирентгено - і нейтронографіческіх вимірювань в останні роки значнорозширилися. Цьому сприяє, по-перше, та обставина, що отримуютьсякарти розподілу електронної щільності в кристалах дають можливість нетільки якісно судити про характер зв'язку, але і кількісно визначати рядфізичних властивостей кристалів. Метод визначення фізичних властивостей кристалівпо рентгенографическим даними розподілу електронної щільності
вкристалах, припущення і розвинений інститутом фізики твердого тіла і напівпровідниківАкадемії наук Білорусі, знаходить широке визнання і використовується в багатьохдослідних центрах. По-друге, успішному розвитку досліджень природихімічного зв'язку рентгено - і нейронографіческімі методами останнім часомсприяє значне підвищення точності абсолютних вимірювань інтенсивностідифракційних рефлексів і визначення кривих атомнорассеівающіх факторів.
Очевидно, що функціярозподілу електронної щільності в кристалі - не тільки найважливішахарактеристика особливості хімічного зв'язку, але і безпосередньо кількіснопов'язана з хвильовою функцією, будучи квадратом її модуля. Тому визначеннярозподілу електронної щільності різними способами - за даними розсіюваннярентгенівських променів і електронів, методами ядерного гамма-резонансу, покомптонівського профілям та іншими методами - найважливіше завдання експериментальногодослідження хімічного зв'язку і являє собою експериментальну основуквантової хімії.
Проблема відновленняхвильової функції, досить точно описує дійсне розподілелектронів в кристалі і, отже, особливості межатомной хімічноїзв'язку, до цих пір не може вважатися повністю вирішеною. Найбільш прямі методизнаходження функції розподілу електронної густини в кристалах порозсіюванню рентгенівських променів, електронів і нейронів призводять до досить надійнимрезультатами лише для кристалів, для яких перші Брегівська рефлекси лежатьпри порівняно малих значеннях вектора оберненої гратки. Для кристалів цьоготипу інтенсивності перший рефлекс значною мірою визначаються самоюзовнішньою частиною електронних орбіталей. Однак до даного типу відноситься швидшеменшість, ніж більшість кристалів.
Для відновлення іуточнення хвильових функцій, що характеризують істинне розподіл зовнішньоїчастини електронів, в ряді випадків зручно і доцільно використання непрямихметодів, що безпосередньо характеризують не функції розподілу зовнішніхелектронів, а функції розподілу моменту кількості руху, енергіїіонізації, щільності стану по енергіях.
В першу чергу до числаподібних методів слід віднести вивчення комптонівське профілів. ВідкритийКомптоном ефект, як показав ряд досліджень, в особливості роботи Вейсса ійого співробітників, - вельми зручний і потужний метод вивчення проблем хімічноїзв'язку. Істотними факторами, що обмежують можливості дослідженнякомптонівське профілів для вивчення особливостей межатомной хімічного зв'язку,є надзвичайно мала їх інтенсивність, складність дослідження елементів звеликим порядковим номером, велика поглинаюча здатність і ін
Використання данихвимірювань комптонівське профілів дозволяє знайти функцію розподілущільності моментів і електронної щільності кристалів у зовнішніх частинахорбіталей атомів. Вимірювання розсіювання рентгенівських променів, електронів інейронів дають можливість визначати розподіл електронної щільності взовнішніх і особливо в середніх частинах електронних оболонок.
Об'єктами дослідження в даній роботібули літій з ОЦК і
алюміній з ГЦКкубічними гратами, а також бінарна сполука фторид літію зі структуроюхлориду натрію, предметом - інтегральна інтенсивність брегговскіхрефлексів, структурний множник, функція атомного розсіювання, картирозподілу електронної густини для кожного об'єкта дослідження при кімнатнійтемпературі.
Мета дослідження - з'ясувати характер розподілуелектронної густини в металевих і іонних кристалах. Визначитизалежність розподілу електронної густини від типу кристалічної решіткиз металевим зв'язком.
Відповідноз наміченою метою були поставлені наступні завдання дослідження:
1.Систематизуватидосвід досліджень розподілу електронної густини та потенціалу.
2.Розглянутиметодику визначення інтегральної інтенсивності рефлексу досліджуваних зразків.
3.Обчислитизначення структурного та атомно-рассеивающего факторів літію, алюмінію і фтористоголітію.
4.На основіекспериментальних даних побудувати карти розподілу електронної щільностілітію, алюмінію і фтористого літію.
Новизна дослідження:
Існуюча модельметалу, де іони занурені в електронну В«рідинаВ», не відображає хімічнузв'язок атомів один з одним. У моделі іонних кристалів недостатньо яснорозподіл електронної щільності між іонами.
У зв'язку з цимдослідження розподілу електронної густини рентгенографическим методомє актуальною проблемою, яка потребує її вирішення.
Обсяг іструктура дисертації:
Роботаскладається з вступу, літературного огляду, експериментальної частини, висновку,списку літератури і додатки. Робота викладена на 61 сторінці, включає в себе32 малюнка, 8 таблиць, список літератури містить 37 джерел.
Положення, що виносятьсяна захист :
Г?Методика тарезультати розрахунку електронної густини в металах з різними типамирешітки.
Г?Методика та результатиподілу атомно - розсіювальних факторів різних сортів атомів в бінарномуз'єднанні.
Г?Побудова картелектронної щільності і їхній аналіз.
Глава 1. Властивості досліджуваних об'єктів і методи вимірюванняелектронної густини по пружному розсіянню
1.1 Властивостідосліджуваних об'єктів
Літій. При звичайній температурі літійкристалізується в кубічній об'ємно-центрованої решітці, а = 3,5098Г…, в елементарній комірці якої 2 атома з координатами (0,0,0) і(1/2, 1/2, 1/2). Літій - найлегший метал; щільність 0,534 г/см 3 (20 В° С); t пл 180,5 В° С, t кип . 1317 В° С. Питома теплоємність(При 0-100 В° С) 3,31 В· 10 3 Дж/(кг В· К), термічний коефіцієнт лінійногорозширення 5,6 В· 10 -5 . Питомий електричний опір (20 В° С)9,29 В· 10 -4 Ом В· м (9,29 мкОм В· см); температурний коефіцієнтелектричного опору (0-100 В° С) 4,50 В· 10 -3 . Метал вельмипластичний і в'язкий, добре обробляється пресуванням і плющенням, легкопростягається в дріт. Твердість по Моосу 0,6 (твердіше, ніж Na і К), легкоріжеться ножем. Модуль пружності 5 Гн/м 2 (500 кгс/мм 2 ),межа міцності при розтягуванні 116 Мн/м 2 (11,8 кгс/мм 2 ),відносне подовження 50-70%. Пари літію забарвлюють полум'я вкарміново-червоний колір. [1...
