«Дифракционные методы анализа»

Метод нейтронографии способствует решению большого числа вопросов, которые относятся к разнымвопросам структуры вещества. В качестве примера можно привести: проведение исследования строения биополимеров, аморфных тел, микроструктуры специальных сплавов, исследовать фазовые переходы.Основным способом структурного анализа кристаллов в настоящее время является структурная нейтронография, имеющая свои особенности. Рассеивающую способность атомов можно объяснить атомной амплитудой рассеяния f. Исключительный характер взаимодействия нейтронов с ядрами ведет к тому, что атомная амплитуда рассеяния нейтронов fн (обычно её обозначают буквой b) для разных элементов (в отличие от f рентгеновских лучей) несистематическим образом зависит от порядкового номера Z элемента в периодической системе. Рассеивающие возможности легких и тяжелых элементов оказываются одного порядка, поэтому изучение атомной структуры соединений легких элементов с тяжелыми является особенной областью структурной нейтронографии. Особенно, это относится к соединениям, содержащим легчайший элемент, водород. Электронографически и рентгенографически в некоторых благоприятных случаяхвозможно определить положение атомов водорода в кристаллах его соединений с лёгкими атомами. При помощи нейтронографии определить положения атомов водорода не труднее, чем и для других разнообразных элементов, причём значительная методическая выгода может быть достигнута за счет замены в исследуемой молекуле атомов водорода на его изотоп-дейтерий. Нейтронографически установлена структура разнообразных органических соединений, гидридов и кристаллогидратов, уточнена структура большого числа модификаций льда, водородсодержащих сегнетоэлектриков и др. Структурная нейтронография дала возможность получить разнообразные новые данные, способствующие развитию кристаллохимии водорода. Следующим направлением оптимального использования нейтронографии является анализ соединений элементов с очень близкими атомными номерами Z. Для рентгеновских лучей данные элементы малоотличимы, поскольку их электронные оболочки содержат практически одинаковые числа электронов, как для соединений типа шпинели MgFe2O4 , очень часто реализуются в двойных оксидах переходных металлов или, например, сплавов FeCoNi и др. Структура типа шпинели основана на плотной кубической ГЦК-упаковке. Предельный случай для исследования соединений различных изотопов одного элемента, которые рентгенографически абсолютно не различаются, а для нейтронов различимы так же, как разные элементы. Так например, амплитуды рассеяния для двух изотопов железа Fe54 и Fe56 с нулевым спином для рентгеновских лучей одинаковы, а для нейтронов эти величины существенно отличаются 0,42 10-12 см и 1,01 10-12 см, что позволяет с их помощью определить нормальную и обращенную структуру.Результаты, получаемые рентгено- и нейтронографически различаются по своей природе: в первом случае при проведении эксперимента изучают положение центра тяжести электронного облака атома, во втором центра тяжести центроида, тепловых колебаний ядра. В некоторых высокоточных экспериментах такое приводит к различию в межатомных расстояниях, полученных методами рентгенографии и нейтронографии. С другой стороны, это различие возможно использовать в анализе распределения деталей электронной плотности в молекулах и кристаллах, которые являются ответственными за ковалентную химическую связь, неподелённую пару электронов и др.[3]Первые вещества, о строении которых были получены существенныеданные методами дифракции нейтронов, были гидрид и дейтерид натрия. Рентгенографическиустановили, что атомы натрия имеют кубическую гранецентрированную решётку, однако,расположение атомов водорода определить было нельзя. Именно поэтому невозможно было выбрать между двумя возможнымиструктурами для NaH: структурой NaCl и структурой ZnS, из числа известныхструктур кубического гранецентрированного типа.Список использованной литературы.1. Николаенко И.В. Дифракционные методы исследования твердых неорганических веществ: учебное электронное текстовое издание.2. Андронов А.Н., Пронина Н.А. Изучение структуры поверхности методом дифракции медленных электронов (ДМЭ): Учеб.пособие. Спб.:Изд-во СПбГТУ, 1997.-46с.3. Анищик В.М. Дифракционный анализ: учеб. пособие / В. М. Анищик, В. В. Понарядов, В.В. Углов.-Минск: Выш.шк., 2011.-215с.