Dağıldıktan sonra değişmez. Sözde elastik saçılma meydana gelir. Kırınım yöntemleri, dalga boyu ile saçılan atomlar arasındaki mesafe arasındaki basit ilişkiye dayanmaktadır.

1. X-ışını kırınım analizi, en basit bileşiklerden karmaşık proteinlere kadar kristalli maddelerin üç boyutlu uzayındaki atomların koordinatlarını belirlemeyi mümkün kılar.
2. Gaz elektron kırınımı kullanılarak gazlardaki serbest moleküllerin, yani kristallerde olduğu gibi komşu moleküllerden etkilenmeyen moleküllerin geometrisi belirlenir.
3. Elektron kırınımı katıların yapısını incelemek için bir yöntemdir.
4. Nötronografi aynı zamanda elektron kabukları üzerinde saçılmayı kullanan ilk iki yöntemin aksine, nötronların atom çekirdeği üzerine saçılmasına dayanan bir kırınım yöntemidir.
5. Elektron geri saçılımı kırınımı, taramalı elektron mikroskobunda kullanılan kristalografik bir yöntemdir.

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Kırınım yöntemleri”nin neler olduğuna bakın:

VA'daki yapıya ilişkin çalışmalar, X-ışını radyasyonunun (senkrotron radyasyonu dahil), elektron veya nötron akısının ve VA'da incelenen Mössbauer g radyasyonunun saçılma yoğunluğunun açısal dağılımının incelenmesine dayanmaktadır. Solunum ayırt etmek... Kimyasal ansiklopedi

kırınım araştırma yöntemleri- farklı kimyasal durum yöntemleri, farklı yöntemler ve farklı yöntemler. atitikmenys: İngilizce. kırınımsal araştırma teknikleri rus. kırınım araştırma yöntemleri... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Nesneler ve halo-hibrit malzemeler dislokasyon kırınımı tutarlı saçılma bölgelerinin ortalama boyutunun belirlenmesi hızlı elektron kırınımı yavaş elektron kırınımı küçük açılı nötron saçılımı tutarlı bölge ... ...

Bilgi toplama yöntemleri ve toplanan bilgileri analiz etme yöntemleri olarak ikiye ayrılabilir. Araştırma alanına bağlı olarak araştırmanın konusu ve nesnesi farklıdır. Spektroskopik yöntemler Ana madde: Spektroskopik yöntemler Nükleer ... ... Wikipedia

Alt bölümlerMikroskopi ve spektroskopinin prob yöntemleri: atomik kuvvet, taramalı tünelleme, manyetik kuvvet, vb. Taramalı elektron mikroskobu Transmisyon elektron mikroskobu, yüksek çözünürlüklü Lüminesans dahil... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Etkileşimin neden olduğu etkinin ölçülmesine dayanır. bir kuantum veya parçacık akışının emisyonu ile. Radyasyon, kimyasal analiz yöntemlerinde bir reaktifle yaklaşık olarak aynı rolü oynar. Ölçülen fiziksel etki bir sinyaldir. Sonuç olarak... ... Kimyasal ansiklopedi

Bir kristaldeki atomların, iyonların ve moleküllerin düzeni. Tanımlı kristal kimya Floy, kristal kafesinde üç boyutlu bir periyodikliğe sahip olan doğal bir kristal yapıya sahiptir. Dönem K. s. Kristal terimi yerine kullanılır. kafes gelince... Fiziksel ansiklopedi

Alt bölümlerNanoyapı ve nanomalzeme elemanlarının biriktirme yöntemleriFiziksel yöntemler (lazer, elektron ışını, iyon plazma) nanometre kalınlığındaki katmanların biriktirilmesiGaz fazından kimyasal, termal ve elektrik ark biriktirme (dahil... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Proteomik terimi İngilizce proteomik terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler Bir katalizörün aktif bölgesi, antikor, atomik kuvvet mikroskobu, proteinler, biyolojik motorlar, biyolojik nanonesneler, biyosensör, van der Waals... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Proteom terimi İngilizce proteom terimi Eş Anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler antikor, proteinler, biyolojik nanonesneler, genom, kapsid, kinesin, hücre, lazer desorpsiyon iyonizasyon kütle spektrometresi, matris, hücre dışı,... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Kitabın

• Bilgisayar optik yöntemleri. Grif Rusya Federasyonu Savunma Bakanlığı, Volkov Alexey Vasilievich, Golovashkin Dimitry Lvovich, Doskolovich Leonid Leonidovich. Geniş işlevselliğe sahip kırınımlı optik elemanların (DOE'ler) bilgisayar sentezinin temelleri özetlenmiştir. Karmaşık özelliklere sahip imarlı plakalar elde etme yöntemleri...
• Nanopartiküllerin ve nanomateryallerin analizi için kırınım ve mikroskobik yöntemler ve aletler, Yuri Yagodkin. Ders kitabı, X-ışını kırınımı, elektron ve nötron kırınım analizleri, transmisyon elektron mikroskobu,…

Kırınım bir dalga olgusudur; çeşitli doğadaki dalgaların yayılması sırasında gözlenir: ışığın kırınımı, ses dalgaları, sıvı yüzeyindeki dalgalar vb. Parçacık saçılması sırasında kırınım, klasik fizik açısından imkansızdır.

Kuantum mekaniği dalga ve parçacık arasındaki mutlak ayrımı ortadan kaldırmıştır. Mikro nesnelerin davranışını tanımlayan kuantum mekaniğinin ana konumu, dalga-parçacık ikiliği, yani mikro parçacıkların ikili doğasıdır. Böylece, bazı olaylarda elektronların davranışı parçacıklarla ilgili fikirler temelinde açıklanabilirken, diğerlerinde, özellikle kırınım olaylarında, yalnızca dalgalarla ilgili fikirler temelinde tanımlanabilir. "Madde dalgaları" fikri, 1924'te Fransız fizikçi L. de Broglie tarafından dile getirildi ve kısa süre sonra parçacık kırınımı üzerine yapılan deneylerle doğrulandı. pestisit x-ışını kırınım reaksiyonu

Kuantum mekaniğine göre kütlesi m ve momentumu olan bir parçacığın serbest hareketi

(burada V parçacık hızıdır) dalga boyuna sahip bir düzlem monokromatik dalga y 0 (de Broglie dalgası) olarak temsil edilebilir.

parçacığın hareket ettiği yönde (örneğin x ekseni yönünde) yayılır. Burada h Planck sabitidir. y 0'ın x koordinatına bağımlılığı aşağıdaki formülle verilir:

y 0 ~ cos (k 0 x) (2)

burada k 0 = |k 0 | = 2p/l, dalga sayısı olarak adlandırılan sayıdır ve dalga vektörü, dalga yayılımı yönünde veya parçacığın hareketi boyunca yönlendirilir.

Dolayısıyla, serbestçe hareket eden bir mikropartikül ile ilişkili monokromatik bir dalganın dalga vektörü, onun momentumu ile orantılı veya dalga boyu ile ters orantılıdır.

Bir parçacık bir nesneyle (bir kristal, bir molekül vb.) etkileşime girdiğinde enerjisi değişir: bu etkileşimin potansiyel enerjisi ona eklenir ve bu da parçacığın hareketinde bir değişikliğe yol açar. Buna göre parçacıkla ilişkili dalganın yayılmasının doğası değişir ve bu, tüm dalga olaylarında ortak olan ilkelere uygun olarak gerçekleşir. Bu nedenle parçacık kırınımının temel geometrik modelleri herhangi bir dalganın kırınım modellerinden farklı değildir. Herhangi bir nitelikteki dalgaların kırınımının genel koşulu, gelen dalga l'nin uzunluğunun saçılma merkezleri arasındaki d mesafesi ile orantılı olmasıdır: l Ј d.

Kristaller yüksek derecede bir düzene sahiptir. İçlerindeki atomlar üç boyutlu bir periyodik kristal kafes içinde bulunur, yani karşılık gelen dalga boyları için uzamsal bir kırınım ızgarası oluştururlar. Böyle bir ızgarada dalgaların kırınımı, üzerinde saçılma merkezlerinin kesin bir sırayla yerleştirildiği paralel kristalografik düzlem sistemleri üzerindeki saçılmanın bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Daha yüksek hızlanan elektrik voltajlarında (onlarca kV), elektronlar ince madde filmlerinden geçmek için yeterli kinetik enerji elde ederler. Daha sonra hızlı elektronların kırınımı adı verilen olay meydana gelir.

Hafif atomlar ve moleküller (H, H2, He) ve yüzlerce Kelvin derecelik sıcaklıklar için dalga boyu l de yaklaşık 1 A'dır. Kırılan atomlar veya moleküller pratikte kristalin derinliklerine nüfuz etmez; Bu nedenle kırınımlarının, kristalin yüzeyinden saçılma sırasında, yani düz bir kırınım ızgarasında olduğu gibi meydana geldiğini varsayabiliriz.

Damardan salınan ve diyaframlar kullanılarak oluşturulan moleküler veya atomik bir ışın kristalin üzerine yönlendirilir ve "yansıyan" kırınım ışınları bir şekilde kaydedilir.

Daha sonra, maddenin yapısını inceleme yöntemlerinden biri olarak yaygınlaşan nötron kırınımının yanı sıra proton kırınımı da gözlemlendi. Böylece dalga özelliklerinin istisnasız tüm mikropartiküllerde mevcut olduğu deneysel olarak kanıtlanmıştır.

Kelimenin geniş anlamında, kırınım saçılması her zaman çeşitli temel parçacıkların atomlar ve atom çekirdekleri tarafından ve ayrıca birbirleri tarafından elastik saçılması sırasında meydana gelir. Öte yandan, maddenin parçacık-dalga ikiliği fikri, her zaman tipik olarak dalga olarak kabul edilen fenomenlerin analizi ile güçlendirildi; örneğin, X ışınlarının kırınımı - dalga boyu l "0.5- olan kısa elektromanyetik dalgalar - 5 E. Aynı zamanda, X-ışını ışınlarının başlangıç ​​ve saçılım demetleri, foton sayaçları kullanılarak bu ışınlardaki X-ışını fotonlarının sayısını belirleyen bir parçacık - foton akışı olarak düşünülebilir ve kaydedilebilir.

Dalga özelliklerinin her parçacıkta ayrı ayrı doğasında olduğu vurgulanmalıdır. Parçacık saçılması sırasında bir kırınım modelinin oluşması kuantum mekaniğinde şu şekilde yorumlanır. Kristalin içinden geçen elektron, numunenin kristal kafesi ile etkileşimi sonucunda başlangıçtaki hareketinden saparak, elektronları kaydetmek için kristalin arkasına yerleştirilen fotoğraf plakası üzerinde belirli bir noktaya çarpar. Elektron, fotografik emülsiyona girdiğinde kendisini bir parçacık olarak gösterir ve fotokimyasal bir reaksiyona neden olur. İlk bakışta, bir elektronun plakanın şu veya bu noktasına gelişi tamamen keyfidir. Ancak uzun pozlamayla, kristalden geçen elektronların dağılımında düzenli bir kırınım maksimum ve minimum modeli yavaş yavaş ortaya çıkar.

Belirli bir elektronun fotoğraf plakası üzerinde tam olarak nereye konacağını tahmin etmek imkansızdır, ancak saçılmanın ardından plaka üzerinde belirli bir noktaya çarpma olasılığını belirtebilirsiniz. Bu olasılık elektron dalga fonksiyonu y tarafından, daha doğrusu modülünün karesi ile belirlenir (çünkü n karmaşık bir fonksiyondur) |y| 2. Ancak çok sayıda testle olasılık güvenilirlik olarak gerçekleştiğinden, bir elektron bir kristalin içinden tekrar tekrar geçtiğinde veya gerçek kırınım deneylerinde olduğu gibi çok sayıda parçacık içeren bir elektron ışını bir numunenin içinden geçtiğinde, değer |y| Şekil 2, kırılan ışınlardaki yoğunluk dağılımını zaten belirlemektedir. Böylece, y 0 ve elektronun kristalle etkileşiminin potansiyel enerjisi bilinerek hesaplanabilen, elde edilen elektron dalga fonksiyonu y, kırınım deneyinin istatistiksel anlamda tam bir tanımını sağlar.

Çeşitli parçacıkların kırınımının özellikleri. Atomik saçılma genliği. Kırınımın geometrik ilkelerinin genelliği nedeniyle, parçacık kırınımı teorisi, daha önce geliştirilen x-ışını kırınımı teorisinden çok şey ödünç aldı. Bununla birlikte, çeşitli türdeki parçacıkların (elektronlar, nötronlar, atomlar vb.) etkileşimi. - farklı fiziksel yapıya sahip bir maddeyle. Bu nedenle parçacıkların kristaller, sıvılar vb. üzerindeki kırınımı dikkate alındığında. Bir maddenin izole edilmiş bir atomunun çeşitli parçacıkları nasıl dağıttığını bilmek önemlidir. Çeşitli parçacıkların kırınımının özgüllüğü, parçacıkların tek tek atomlar tarafından saçılmasında kendini gösterir.

Herhangi bir atom sistemi (molekül, kristal vb.) tarafından kırınım, belirli bir parçacık türü için merkezlerinin koordinatları (ri) ve atomik genlikler (fi) bilinerek hesaplanabilir.

Parçacık kırınımının etkileri, kristaller tarafından kırınım sırasında en açık şekilde ortaya çıkar. Bununla birlikte, kristaldeki atomların termal hareketi, kırınım koşullarını bir şekilde değiştirir ve kırınan ışınların yoğunluğu, formül (6)'daki J açısının artmasıyla azalır. Sırası kristalden önemli ölçüde düşük olan sıvılar, amorf cisimler veya gaz molekülleri tarafından parçacıkların kırınımı sırasında, genellikle birkaç bulanık kırınım maksimumu gözlemlenir.

Elektronografi (elektron ve...grafiden), incelenen numune tarafından hızlandırılmış elektronların saçılmasına dayanan, maddenin yapısını incelemeye yönelik bir yöntem. Kristallerin, amorf cisimlerin ve sıvıların, gaz ve buharlardaki moleküllerin atomik yapısını incelemek için kullanılır. Elektronografinin fiziksel temeli elektron kırınımıdır; Bir maddeden geçerken dalga özelliklerine sahip elektronlar atomlarla etkileşime girerek ayrı kırınımlı ışınların oluşmasına neden olur. Bu ışınların yoğunlukları ve uzaysal dağılımı, numunenin atomik yapısına, tek tek kristallerin boyutuna ve yönelimine ve diğer yapısal parametrelere tam olarak uygundur. Bir maddedeki elektronların saçılması, kristaldeki maksimumları atom çekirdeklerinin konumlarına karşılık gelen atomların elektrostatik potansiyeli tarafından belirlenir.

Elektron kırınım çalışmaları özel cihazlarda - elektron kırınım makineleri ve elektron mikroskopları; vakum koşulları altında, içlerindeki elektronlar bir elektrik alanı tarafından hızlandırılır, dar, yüksek açıklıklı bir ışına odaklanır ve numuneden geçtikten sonra oluşan ışınlar ya fotoğraflanır (elektronogramlar) ya da bir fotoelektrik cihaz tarafından kaydedilir. Elektrik voltajını hızlandıran elektronların büyüklüğüne bağlı olarak, hızlı elektronların kırınımı (30-50 keV ila 1000 keV veya daha fazla voltaj) ve yavaş elektronların kırınımı (birkaç V'den yüzlerce V'ye kadar voltaj) arasında bir ayrım yapılır.

Elektron kırınımı, kırınım yapısal yöntemlerine (X-ışını yapısal analizi ve nötron kırınımıyla birlikte) aittir ve bir takım özelliklere sahiptir. Elektronların madde ile kıyaslanamaz derecede güçlü etkileşimi ve ayrıca bir elektron kırınım aparatında yüksek açıklıklı bir ışın oluşturma olasılığı nedeniyle, elektron kırınım modellerinin elde edilmesi için maruz kalma süresi genellikle yaklaşık bir saniyedir, bu da yapısal çalışmayı mümkün kılar. dönüşümler, kristalleşme vb. Öte yandan, elektronların madde ile güçlü etkileşimi, transilüminasyonlu numunelerin izin verilen kalınlığını mikronun onda biri ile sınırlar (1000-2000 keV voltajda maksimum kalınlık birkaç mikrondur).

Elektronografi, yalnızca ince kristalli bir durumda bulunan çok sayıda maddenin atomik yapılarını incelemeyi mümkün kılmıştır. Aynı zamanda, ağır atomların varlığında hafif atomların konumunun belirlenmesinde X-ışını yapısal analizine göre bir avantaja sahiptir (bu tür çalışmalar nötron kırınım yöntemleri için mevcuttur, ancak yalnızca elektron kırınımında çalışılanlardan çok daha büyük boyutlardaki kristaller için).

Elde edilen elektron kırınım desenlerinin türü, incelenen nesnelerin doğasına bağlıdır. Oldukça doğru karşılıklı yönelime sahip kristallerden veya ince tek kristal plakalardan oluşan filmlerden gelen elektron kırınım desenleri, doğru göreceli konuma sahip noktalar veya noktalar (refleksler) tarafından oluşturulur. Filmlerdeki kristaller belirli bir yasaya (dokuya) göre kısmen yönlendirildiklerinde yay şeklinde yansımalar elde edilir. Rastgele düzenlenmiş kristallerden oluşan örneklerden gelen elektron kırınım desenleri, Debye desenlerine benzer şekilde eşit şekilde karartılmış dairelerle ve hareketli bir fotoğraf plakasında (kinematik fotoğrafçılık) paralel çizgilerle fotoğraflandığında oluşturulur. Listelenen elektron kırınım desenleri elastik, ağırlıklı olarak tek saçılmanın (kristal ile enerji alışverişi olmadan) bir sonucu olarak elde edilir. Çoklu esnek olmayan saçılmalarda, kırınımlı ışınlardan ikincil kırınım desenleri ortaya çıkar. Bu tür elektron kırınım desenlerine kikuchi elektron kırınım desenleri adı verilir (bunları ilk elde eden Japon fizikçinin adı verilmiştir). Gaz moleküllerinden elektron kırınım desenleri az sayıda dağınık hale içerir.

Bir kristal yapının birim hücresini ve simetrisini belirlemenin temeli, elektron kırınım modellerindeki yansımaların konumunun ölçülmesidir. Kristaldeki düzlemler arası mesafe d aşağıdaki ilişkiden belirlenir:

burada L saçılan numuneden fotoğraf plakasına olan mesafedir, l elektronun enerjisiyle belirlenen de Broglie dalga boyudur, r yansımadan dağılmamış elektronlar tarafından oluşturulan merkezi noktaya olan mesafedir. Elektron kırınımında kristallerin atomik yapısını hesaplama yöntemleri, x-ışını yapısal analizinde kullanılanlara benzer (yalnızca bazı katsayılar değişir). Yansıma yoğunluklarının ölçülmesi yapısal genliklerin |Fhkl| belirlenmesini mümkün kılar. Kristalin elektrostatik potansiyeli j(x, y, z)'nin dağılımı Fourier serisi biçiminde temsil edilir. j(x, y, z)'nin maksimum değerleri, kristalin birim hücresi içindeki atomların konumlarına karşılık gelir. Böylece, genellikle bir bilgisayar tarafından gerçekleştirilen j(x, y, z) değerlerinin hesaplanması, atomların x, y, z koordinatlarını, aralarındaki mesafeleri ve diğer özellikleri belirlemeye olanak tanır.

Birçok bilinmeyen atomik yapıyı belirlemek, hidrojen atomlarının ilk kez lokalize edildiği birçok zincir ve siklik hidrokarbonlar, geçiş metali nitril molekülleri dahil olmak üzere çok sayıda madde için X-ışını yapısal verilerini hassaslaştırmak ve tamamlamak için elektron kırınım yöntemleri kullanıldı. (Fe, Cr, Ni, W), sırasıyla N ve O atomlarının lokalizasyonunun yanı sıra 2 ve 3 bileşenli yarı iletken bileşikler, kil mineralleri ve katmanlı yapılara sahip geniş bir niyobyum, vanadyum ve tantal oksit sınıfı. Elektron kırınımı kusurlu yapıların yapısını incelemek için de kullanılabilir. Elektron mikroskobu ile birlikte elektronografi, modern teknolojinin çeşitli alanlarında kullanılan ince kristal filmlerin yapısının mükemmellik derecesini incelemeyi mümkün kılar. Epitaksi işlemleri için, kikuchi elektron kırınım desenleri kullanılarak gerçekleştirilen film biriktirmeden önce alt tabaka yüzeyinin mükemmellik derecesinin kontrol edilmesi önemlidir: yapısındaki küçük bozukluklar bile kikuchi çizgilerinin bulanıklaşmasına yol açar.

Bu elektron kırınım desenlerinin her bir noktasının yoğunluğu hem bir bütün olarak molekül hem de içindeki atomlar tarafından belirlenir. Yapısal çalışmalar için moleküler bileşen önemlidir; atomik bileşen bir arka plan olarak kabul edilir ve elektron kırınım modelinin her noktasındaki moleküler yoğunluğun toplam yoğunluğa oranı ölçülür. Bu veriler, 10-20 atoma kadar moleküllerin yapılarının yanı sıra geniş bir sıcaklık aralığında termal titreşimlerinin doğasını belirlemeyi mümkün kılar. Bu sayede birçok organik molekülün yapısı, halojenürlerin, oksitlerin ve diğer bileşiklerin moleküllerinin yapısı incelenmiştir. Amorf cisimlerde, camlarda ve sıvılarda kısa menzilli düzenin atom yapısını (bkz. Uzun menzilli düzen ve kısa menzilli düzen) analiz etmek için benzer bir yöntem kullanılır.

X-ışınları, değişen derecelerde de olsa tüm maddelere nüfuz edebilen görünmez radyasyondur. Dalga boyu yaklaşık 10-8 cm olan elektromanyetik radyasyondur.

Görünür ışık gibi, X ışınları da fotoğraf filminin siyaha dönmesine neden olur. Bu özellik tıp, endüstri ve bilimsel araştırmalar için önemlidir. İncelenen nesnenin içinden geçen ve ardından fotoğraf filminin üzerine düşen X-ışını radyasyonu, onun iç yapısını onun üzerinde gösterir. X-ışını radyasyonunun nüfuz etme gücü farklı malzemelere göre değiştiğinden, nesnenin ona karşı daha az şeffaf olan kısımları, fotoğrafta radyasyonun iyi nüfuz ettiği bölgelere göre daha açık alanlar oluşturur. Bu nedenle kemik dokusu, deriyi ve iç organları oluşturan dokuya göre röntgen ışınlarına karşı daha az şeffaftır. Bu nedenle röntgende kemikler daha açık renkli alanlar olarak görünecek ve radyasyona karşı daha şeffaf olan kırık bölgesi oldukça kolay tespit edilebilecektir. X ışınları ayrıca diş hekimliğinde diş köklerindeki çürük ve apseleri tespit etmek için, endüstride ise döküm, plastik ve kauçuklardaki çatlakları tespit etmek için kullanılır.

X ışınları kimyada bileşikleri analiz etmek için ve fizikte kristallerin yapısını incelemek için kullanılır. Kimyasal bir bileşikten geçen bir X-ışını ışını, karakteristik ikincil radyasyon üretir; bunun spektroskopik analizi, kimyagerin bileşiğin bileşimini belirlemesine olanak tanır. Kristalin bir maddenin üzerine düştüğünde, bir X-ışını ışını kristalin atomları tarafından saçılır ve fotoğraf plakası üzerinde net, düzenli bir nokta ve şerit resmi verir, bu da kristalin iç yapısının oluşturulmasını mümkün kılar.

X ışınlarının kanser tedavisinde kullanılması, kanser hücrelerini öldürmesine dayanmaktadır. Ancak normal hücreler üzerinde de istenmeyen etkileri olabilir. Bu nedenle X ışınlarını bu şekilde kullanırken çok dikkatli olunmalıdır.

X-ışını radyasyonu Alman fizikçi W. Roentgen (1845-1923) tarafından keşfedildi. Adı, bu radyasyonla ilgili diğer bazı fiziksel terimlerle ölümsüzleştirilmiştir: Röntgen, iyonlaştırıcı radyasyonun uluslararası doz birimidir; X-ışını makinesinde çekilen bir resme radyografi denir; Hastalıkları teşhis ve tedavi etmek için x ışınlarını kullanan radyolojik tıp alanına radyoloji denir.

Dağıldıktan sonra değişmez. Sözde elastik saçılma meydana gelir. Kırınım yöntemleri, dalga boyu ile saçılan atomlar arasındaki mesafe arasındaki basit ilişkiye dayanmaktadır.

1. X-ışını kırınım analizi, en basit bileşiklerden karmaşık proteinlere kadar kristalli maddelerin üç boyutlu uzayındaki atomların koordinatlarını belirlemeyi mümkün kılar.
2. Gaz elektron kırınımı kullanılarak gazlardaki serbest moleküllerin, yani kristallerde olduğu gibi komşu moleküllerden etkilenmeyen moleküllerin geometrisi belirlenir.
3. Elektron kırınımı katıların yapısını incelemek için bir yöntemdir.
4. Nötronografi aynı zamanda elektron kabukları üzerinde saçılmayı kullanan ilk iki yöntemin aksine, nötronların atom çekirdeği üzerine saçılmasına dayanan bir kırınım yöntemidir.
5. Elektron geri saçılımı kırınımı, taramalı elektron mikroskobunda kullanılan kristalografik bir yöntemdir.

Wikimedia Vakfı. 2010.

• Nükleer manyetik rezonans
• X-ışını kırınım analizi

Diğer sözlüklerde “Kırınım yöntemleri”nin neler olduğuna bakın:

DİFRAKSİYON YÖNTEMLERİ- VA'daki yapıya ilişkin çalışmalar, X-ışını radyasyonunun (senkrotron radyasyonu dahil), elektron veya nötron akısı ve VO'da incelenen Mössbauer g radyasyonunun saçılma yoğunluğunun açısal dağılımının çalışmasına dayanmaktadır. Solunum ayırt etmek... Kimyasal ansiklopedi

kırınım araştırma yöntemleri- farklı kimyasal durum yöntemleri, farklı yöntemler ve farklı yöntemler. atitikmenys: İngilizce. kırınımsal araştırma teknikleri rus. kırınım araştırma yöntemleri... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Kırınım yöntemleri (X-ışını, elektron, nötron)- Nesneler ve halo-hibrit malzemeler dislokasyon kırınımı tutarlı saçılma bölgelerinin ortalama boyutunun belirlenmesi hızlı elektron kırınımı yavaş elektron kırınımı küçük açılı nötron saçılımı tutarlı bölge ... ...

Araştırma Yöntemleri- bilgi toplama yöntemleri ve toplanan bilgileri analiz etme yöntemleri olarak ikiye ayrılabilir. Araştırma alanına bağlı olarak araştırmanın konusu ve nesnesi farklıdır. Spektroskopik yöntemler Ana madde: Spektroskopik yöntemler Nükleer ... ... Wikipedia

Nanoyapıların ve nanomalzemelerin teşhis ve araştırma yöntemleri- Alt bölümlerMikroskopi ve spektroskopinin prob yöntemleri: atomik kuvvet, taramalı tünelleme, manyetik kuvvet, vb. Taramalı elektron mikroskobu Transmisyon elektron mikroskobu, yüksek çözünürlüklü Lüminesans dahil... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

FİZİKSEL ANALİZ YÖNTEMLERİ- etkileşimin neden olduğu etkinin ölçülmesine dayanır. bir kuantum veya parçacık akışının emisyonu ile. Radyasyon, kimyasal analiz yöntemlerinde bir reaktifle yaklaşık olarak aynı rolü oynar. Ölçülen fiziksel etki bir sinyaldir. Sonuç olarak... ... Kimyasal ansiklopedi

KRİSTAL YAPI- Bir kristaldeki atomların, iyonların ve moleküllerin düzenlenmesi. Tanımlı kristal kimya Floy, kristal kafesinde üç boyutlu bir periyodikliğe sahip olan doğal bir kristal yapıya sahiptir. Dönem K. s. Kristal terimi yerine kullanılır. kafes söz konusu olduğunda... Fiziksel ansiklopedi

Nano ölçekli sistemlerin üretimi, teşhisi ve sertifikasyonu- Alt bölümlerNanoyapı ve nanomalzeme elemanlarının biriktirilme yöntemleriFiziksel yöntemler (lazer, elektron ışını, iyon plazma) nanometre kalınlığındaki katmanların biriktirilmesiGaz fazından kimyasal, termal ve elektrik ark biriktirme (dahil... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

proteomik- Proteomik terimi İngilizce proteomik terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler Bir katalizörün aktif bölgesi, antikor, atomik kuvvet mikroskobu, proteinler, biyolojik motorlar, biyolojik nanonesneler, biyosensör, van der Waals... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

proteom- Proteom terimi İngilizce proteom terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler antikor, proteinler, biyolojik nanonesneler, genom, kapsid, kinesin, hücre, lazer desorpsiyon iyonizasyon kütle spektrometresi, matris, hücre dışı,... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Kitabın

• Bilgisayar optik yöntemleri. Grif Rusya Federasyonu Savunma Bakanlığı, Volkov Alexey Vasilievich, Golovashkin Dimitry Lvovich, Doskolovich Leonid Leonidovich. Geniş işlevselliğe sahip kırınımlı optik elemanların (DOE'ler) bilgisayar sentezinin temelleri özetlenmiştir. Kompleksli imarlı plakalar elde etme yöntemleri... 1116 UAH karşılığında satın alın (yalnızca Ukrayna) tartışılmaktadır.
• Nanopartiküllerin ve nanomateryallerin analizi için kırınım ve mikroskobik yöntemler ve aletler, Yuri Yagodkin. Ders kitabı, X-ışını kırınımı, elektron ve nötron kırınım analizleri, transmisyon elektron mikroskobu,…

Moleküllerin yapısını inceleme yöntemleri

1.3 Kırınım yöntemleri

Maddenin yapısını incelemek için kırınım yöntemleri, X-ışını radyasyonu (senkrotron radyasyonu dahil), elektron veya nötron akısı incelenen madde tarafından saçılma yoğunluğunun açısal dağılımının incelenmesine dayanmaktadır. Radyografi, elektron kırınımı ve nötron kırınımı vardır. Her durumda, birincil, çoğunlukla tek renkli bir ışın, incelenen nesneye yönlendirilir ve saçılma modeli analiz edilir. Saçılan radyasyon fotoğrafik olarak veya sayaçlar kullanılarak kaydedilir. Radyasyonun dalga boyu genellikle 0,2 nm'den fazla olmadığından, yani maddedeki atomlar arasındaki mesafelerle (0,1-0,4 nm) karşılaştırılabilir olduğundan, gelen dalganın saçılması atomlar tarafından kırınımdır. Kırınım desenine dayanarak prensip olarak bir maddenin atomik yapısını yeniden oluşturmak mümkündür. Elastik saçılma modeli ile saçılma merkezlerinin alanı ve konumu arasındaki ilişkiyi açıklayan teori, tüm radyasyon için aynıdır. Ancak çeşitli radyasyon türlerinin madde ile etkileşimleri farklı fiziksel özelliklere sahip olduğundan. kırınımın doğası, spesifik türü ve özellikleri. desenler atomların farklı özellikleri tarafından belirlenir. Bu nedenle çeşitli kırınım yöntemleri birbirini tamamlayan bilgiler sağlar.

Kırınım teorisinin temelleri. Düz tek renkli. dalga boyuna ve dalga vektörüne sahip bir dalga, burada momentumlu parçacıklardan oluşan bir ışın olarak düşünülebilir; burada Bir atom topluluğu tarafından saçılan bir dalganın genliği, aşağıdaki denklemle belirlenir:

Aynı formül, atom içindeki saçılma yoğunluğunun dağılımını tanımlayan atom faktörünü hesaplamak için kullanılır. Atomik faktör değerleri her radyasyon türüne özeldir. X-ışınları atomların elektron kabukları tarafından saçılır. Karşılık gelen atomik faktör, elektronik birimler adıyla, yani bir serbest elektron tarafından X-ışını saçılımının genliğinin göreceli birimleriyle ifade edilirse, sayısal olarak bir atomdaki elektron sayısına eşittir. Elektron saçılması atomun elektrostatik potansiyeli tarafından belirlenir. Bir elektronun atomik faktörü şu ilişkiyle ilişkilidir:

araştırma molekülü spektroskopisi kırınım kuantumu

Şekil 2 - X ışınlarının (1), elektronların (2) ve nötronların (3) atomik faktörlerinin mutlak değerlerinin saçılma açısına bağımlılığı

Şekil 3 - X ışınlarının (düz çizgi), elektronların (kesikli çizgi) ve nötronların açı ortalamalı atom faktörlerinin Z atom numarasına bağıl bağımlılığı

Doğru hesaplamalar, elektron yoğunluğunun dağılımının veya atom potansiyelinin küresel simetriden sapmalarını ve atomların termal titreşimlerinin saçılma üzerindeki etkisini hesaba katan atomik sıcaklık faktörünün adını dikkate alır. Radyasyon için atomların elektron kabukları üzerindeki saçılmanın yanı sıra, çekirdeklerdeki rezonans saçılması da rol oynayabilir. Saçılma faktörü f m, gelen ve saçılan dalgaların dalga vektörlerine ve polarizasyon vektörlerine bağlıdır. Bir nesnenin saçılımının yoğunluğu I(s), genlik modülünün karesiyle orantılıdır: I(s)~|F(s)| 2. Yalnızca |F(s)| modülü deneysel olarak belirlenebilir ve saçılma yoğunluğu fonksiyonunu (r) oluşturmak için her bir s'ye ait fazların (fazların) bilinmesi de gereklidir. Bununla birlikte, kırınım yöntemleri teorisi, ölçülen I(ler)den (r) fonksiyonunun elde edilmesini, yani maddelerin yapısının belirlenmesini mümkün kılar. Bu durumda en iyi sonuçlar kristaller incelenirken elde edilir. Yapısal Analiz. Tek bir kristal kesin olarak düzenli bir sistemdir; bu nedenle kırınım sırasında, saçılma vektörünün karşılıklı kafes vektörüne eşit olduğu yalnızca ayrık saçılmış ışınlar oluşur.

Deneysel olarak belirlenen değerlerden (x, y, z) fonksiyonunu oluşturmak için deneme yanılma yöntemi, atomlar arası mesafe fonksiyonunun oluşturulması ve analizi, izomorfik ikame yöntemi ve fazları belirlemek için doğrudan yöntemler kullanılır. Deneysel verilerin bilgisayarda işlenmesi, yapıyı saçılma yoğunluk dağılım haritaları şeklinde yeniden yapılandırmayı mümkün kılar. Kristal yapılar X-ışını yapısal analizi kullanılarak incelenir. Bu yöntemle 100 binden fazla kristal yapı belirlendi.

İnorganik kristaller için, çeşitli arıtma yöntemleri kullanılarak (absorpsiyon düzeltmeleri, atomik sıcaklık faktörünün anizotropisi vb. dikkate alınarak), 0,05'e kadar bir çözünürlükle fonksiyonu geri yüklemek mümkündür.

Şekil 4 - Kristal yapının nükleer yoğunluğunun projeksiyonu

Bu, atomların termal titreşimlerinin anizoterapisini, kimyasal bağların neden olduğu elektron dağılımının özelliklerini vb. belirlemeyi mümkün kılar. X-ışını kırınım analizini kullanarak, molekülleri olan protein kristallerinin atomik yapılarını deşifre etmek mümkündür. binlerce atom içerir. X-ışını kırınımı aynı zamanda kristallerdeki kusurları incelemek (X-ışını topografisinde), yüzey katmanlarını incelemek (X-ışını spektrometrisinde) ve çok kristalli malzemelerin faz bileşimini niteliksel ve niceliksel olarak belirlemek için de kullanılır. Kristallerin yapısını incelemek için bir yöntem olarak elektron kırınımı aşağıdakilere sahiptir. özellikler: 1) maddenin elektronlarla etkileşimi, x ışınlarına göre çok daha güçlüdür, bu nedenle kırınım, 1-100 nm kalınlığında ince madde katmanlarında meydana gelir; 2) f e, atom çekirdeğine f p'den daha az güçlü bir şekilde bağlıdır; bu, ağır atomların varlığında hafif atomların konumunu belirlemeyi kolaylaştırır; Yapısal elektron kırınımı, ince bir şekilde dağılmış nesneleri incelemek ve ayrıca çeşitli doku türlerini (kil mineralleri, yarı iletken filmler vb.) incelemek için yaygın olarak kullanılır. Düşük enerjili elektron kırınımı (10 -300 eV, 0,1-0,4 nm), kristal yüzeyleri incelemek için etkili bir yöntemdir: atomların düzeni, termal titreşimlerinin doğası vb. Elektron mikroskobu, bir nesnenin görüntüsünü kırınım deseninden yeniden oluşturur. ve kristallerin yapısını 0,2 -0,5 nm çözünürlükte incelemenizi sağlar. Yapısal analiz için nötron kaynakları, hızlı nötronlara sahip nükleer reaktörlerin yanı sıra darbeli reaktörlerdir. Reaktör kanalından çıkan nötron ışınının spektrumu, nötronların Maxwell hız dağılımı nedeniyle süreklidir (100°C'deki maksimumu, 0,13 nm dalga boyuna karşılık gelir).

Işın monokromatizasyonu, monokromatör kristalleri vb. yardımıyla farklı şekillerde gerçekleştirilir. Nötron kırınımı, kural olarak, X-ışını yapısal verilerini açıklığa kavuşturmak ve tamamlamak için kullanılır. F ve atom numarasına monoton bir bağımlılığın olmaması, hafif atomların konumunun oldukça doğru bir şekilde belirlenmesine olanak tanır. Ek olarak, aynı elementin izotopları çok farklı f ve değerlerine sahip olabilir (örneğin, f ve hidrokarbonlar 3.74.10 13 cm, döteryum için 6.67.10 13 cm). Bu, izotopların düzenini incelemeyi ve tamamlayıcı bilgiler elde etmeyi mümkün kılar. İzotop ikamesi yoluyla yapısal bilgi. Manyetik etkileşimin incelenmesi. Nötronların manyetik momentleri atomların manyetik momentleri hakkında bilgi sağlar. Mössbauer radyasyonu son derece küçük bir çizgi genişliğiyle ayırt edilir - 10 8 eV (X-ışını tüplerinin karakteristik radyasyonunun çizgi genişliği 1 eV iken). Bu, yüksek düzeyde zaman ve mekanla sonuçlanır. rezonans nükleer saçılımın tutarlılığı, özellikle çekirdeklerdeki manyetik alan ve elektrik alan gradyanının incelenmesine olanak tanır. Yöntemin sınırlamaları, Mössbauer kaynaklarının zayıf gücü ve Mössbauer etkisinin gözlendiği çekirdeklerin incelendiği kristalde zorunlu varlığıdır. Kristal olmayan maddelerin yapısal analizi. Gazlar, sıvılar ve amorf katılardaki bireysel moleküller uzayda farklı şekilde yönlendirilir, dolayısıyla saçılan dalgaların fazlarını belirlemek genellikle imkansızdır. Bu durumlarda saçılma yoğunluğu genellikle sözde kullanılarak temsil edilir. moleküllerdeki farklı atom çiftlerini (j ve k) birbirine bağlayan atomlar arası vektörler r jk: r jk = r j - r k. Saçılma modelinin tüm yönlerde ortalaması alınır:

Kuantum kimyasının yarı ampirik yöntemleri, mol hesaplama yöntemleri. deneysel verileri kullanarak bir maddenin özellikleri veya özellikleri...

Moleküllerin yapısını inceleme yöntemleri

Bir bütün olarak kimyanın modern gelişiminde büyük rol oynayan hesaplamalı kuantum kimyasının temelde farklı bir yönü, bir elektron (3.18) ve iki elektron (3.19) hesaplamasının tamamen veya kısmen reddedilmesinden oluşur. (3.20) integraller...

Optikte, ızgaralar optik radyasyonun genliğini ve/veya fazını etkileyen uzaysal periyodik yapılardır (çoğunlukla bu tür yapılar paralel çizgiler biçimindedir).

Kırınım ızgaralı optik cihazlar

Spektrograf. Bu, spektrumun fotoğrafik kaydı için kullanılan cihazın adıdır. Bir spektrografın en basit diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.1. Ana unsurları: S yarık, D dağıtma sistemi, L1 ve L2 odaklama optikleri ve P fotoğraf katmanına sahip bir kaset...

Tipik olarak analiz edilen numune tek bir maddeden değil, maddelerin karışımından oluşur. Bazıları araştırmacının ilgisini çeker, bazıları ise analizi zorlaştıran safsızlıklardır. Ve analitik teknikler olmasına rağmen...

Bir maddenin konsantrasyonunun kondüktometrik yöntemle ölçülmesinin altında yatan fiziksel prensipler

Elektriksel iletkenliğin bağıl ölçümleri için kullanılır, ch. varış. yüksek frekanslı titrasyon için. Ölçümler dielektrik kaplar olan kapasitif (C-) veya endüktif (L-) hücreler kullanılarak gerçekleştirilir...

İnce katmanlı aktüatörlere dayanan mikromekanik rölelerin özellikleri

1. Optik mikroskopi (optik mikroskop Axio Imager, üretici: Carl Zeiss) - hareketli elemanların doğrusal boyutlarını belirlemek için Cihaz, üst ve alt yatay yüzeylere sırayla odaklanır...

Frekans seviye sensörü

Elektromekanik yöntemler, bir şamandıranın hareketi hakkındaki sinyalleri iletmek için mekanik bir sistemi, sinyalleri almak için bir elektrikli cihazla ve bu hareket hakkında daha fazla bilgi iletmek için bir elektrik sistemini birleştirir...

Sayfa 1

Kırınım yöntemleri, enerji kaybı olmadan saçılan radyasyonun açısal dağılımının incelenmesiyle ilişkilidir. Radyasyon olarak monokromatik x-ışınları (x-ışını kırınımı), nötronlar (nötron kırınımı) ve elektronları (gaz elektron kırınımı) kullanan kırınım yöntemlerini kullanarak, bu tür radyasyonların saçılma yoğunluğunun açısal dağılımını belirlerler. Moleküllerin geometrisi.  

Neredeyse tamamen geometrik problemlerle sınırlı olan kırınım yöntemleri (elbette kuvvet etkileriyle ilgilidir, çünkü ikincisi esas olarak atomlar arası mesafelere bağlıdır), bir dizi yadsınamaz avantaja sahiptir. Debye, Laue, Ewald, Zernike ve Prince'in son yıllarda birçok teorisyen tarafından derinleştirilip genelleştirilen klasik çalışmaları sayesinde, elektron ve nötron ışın saçılımı teorilerinde ustaca kullanılan iyi gelişmiş X-ışını optiklerine sahibiz. Çoğu durumda, tek bir kristalin birim hücresindeki atomların koordinatlarını neredeyse açık bir şekilde hesaplamak ve bilinen bir yapıdan veya onun modelinden (hem kristaller hem de camlar veya sıvılar için) saçılma eğrisini açıkça belirlemek ve ayrıca açık bir şekilde belirlemek mümkündür. Deneysel saçılma eğrisinin Fourier analizini gerçekleştirin ve radyal dağılım eğrisini bulun.  

Kırınım yöntemleri, en yoğun emek gerektiren yöntemler olmasına rağmen, moleküllerin yapıları hakkında neredeyse kesin bilgiler sağlar.  

Kırınım yöntemleri ve her şeyden önce X-ışını kırınım yöntemleri bu olasılığı yaratır. Yukarıda belirtildiği gibi, uzun bir süredir, X-ışını yansımalarının analizi - X-ışınları bir atom kafesinden (kristal kafes) geçtiğinde kırınım zirveleri - atomların koordinatlarını belirlemek için kullanılmıştır. Son yıllarda, bu analizin tekniği hızla gelişiyor ve gelişiyor ve sonuçta atomik-moleküler yapının görselleştirilmesine yol açıyor.  

Kırınım araştırma yöntemleri, bir malzemenin yapısının analiz edilmesine ve metallerin ve alaşımların kristal yapısındaki kusurların incelenmesine olanak tanır; elastik, artık gerilmeler, doku. Elektron kırınımı çalışmaları ve nötron kırınımı yöntemleri üzerinde ayrıntılı olarak durmadan, bu yöntemlerin bazı özelliklerine dikkat çekiyoruz.  

Modern kırınım yöntemleri, moleküllerin elektron yoğunluğunu yeterli doğrulukla belirlemeyi mümkün kılar ve daha sonra bunu izole edilmiş atomların yoğunluklarının süperpozisyonuyla karşılaştırarak elektron yoğunluğunun ampirik bir fark resmini oluşturmak mümkündür.  

Yapıyı incelemek için kırınım yöntemleri hesaplamaya dayalıdır.  

Bu kırınım yöntemleri şu ana kadar su moleküllerinin proteinin yüzeyinde ve içindeki lokalizasyonunu incelemenin tek yoludur. Hatalarla dolular ve deneysel çalışmalar dikkatli bir şekilde yapıldığında bile veriler sıklıkla yanlış yorumlanıyor. Finney yakın zamanda bu alandaki verilerin kapsamlı ve net bir incelemesini sunarak, doğal protein yapısının stabilitesini veya istikrarsızlığını etkileyen faktörleri ve suyun yapıyı stabilize etmedeki rolünü vurguladı.  

Geleneksel kırınım ve diğer görüntüleme teknikleri2 dislokasyon çekirdeği etrafındaki atomik konfigürasyonların detaylarına duyarsız olduğundan, makroskobik esneklik teorisine dayanan dislokasyon gerinim alanının basit bir klasik modelini dikkate almak genellikle yeterlidir. Dikkate alınması genellikle malzemenin elastik özelliklerinin izotropik olduğu yönündeki ek varsayımla sınırlıdır.  

Optik ve kırınım yöntemleri, farklı dalga boylarındaki elektromanyetik radyasyonun veya farklı enerjilerdeki parçacıkların akışının incelenen madde ile etkileşimine dayanan yöntemleri içerir.  

Kırınım yöntemleriyle yapılan çalışmalar, H bağlarının varlığının, van der Waals yarıçaplarının toplamına kıyasla moleküller arası temas uzunluklarında bir azalmaya yol açtığını ve güçlerinin bu sapmanın değeriyle değerlendirildiğini göstermiştir. Düz veya kavisli olabilirler. H-bağı alıcıları F, O, N, Cl, S gibi elementler olabilir.  

Kırınım yöntemlerinde, daha önce belirtildiği gibi, molekül ile kırınım dalgası arasındaki etkileşim, moleküllerin içindeki hareketten çok daha kısa sürer.  

Kırınım araştırma yöntemlerinde, bir elektron veya nötron akışı olan X ışınları, moleküller, sıvılar veya kristallerdeki atomlarla etkileşime girer. Bu durumda, incelenen madde bir kırınım ızgarasının rolünü oynar. Ve X-ışını kuantumunun, elektronların ve nötronların dalga boyu, moleküllerdeki atomlar arası mesafelerle veya sıvı ve katılardaki parçacıklar arasındaki mesafelerle orantılı olmalıdır. Kırınımın kendisi (maksimum ve minimumların düzenli değişimi) dalga girişiminin sonucudur. Kimyasal ve kristal kimyasal yapısına bağlıdır, bu nedenle incelenen maddenin yapısına karşılık gelir. Yoğun maddede kırılan X-ışınlarının ters kırınım problemine X-ışını kırınımı adı verilir. X ışınları yerine elektron ve nötron ışınlarının kullanıldığı yöntemlere sırasıyla elektron kırınımı ve nötron kırınımı adı verilmektedir. Bu yöntemlerin ortak noktası, maddeyle etkileşimin bir sonucu olarak saçılan X ışınlarının, nötronların ve elektronların yoğunluğunun açısal dağılımının analizidir. Ancak X-ışını kuantumunun, nötronların ve elektronların saçılımının doğası aynı değildir. X-ışını radyasyonu, maddeyi oluşturan atomların elektronları tarafından saçılır. Nötronlar atom çekirdekleri tarafından saçılır; ve elektronlar - çekirdeklerin elektrik alanı ve atomların elektron kabukları tarafından. Elektron saçılımının yoğunluğu atomların elektrostatik potansiyeli ile orantılıdır.