第2章波谱汇编.ppt

第2章 波谱分析 激光拉曼光谱：拉曼光谱法是研究化合物分子受光照射后所产生的散射。与红外光谱类似，拉曼光谱是一种振动光谱技术。所不同的是，红外与分子振动时偶极矩变化相关，而拉曼效应则是分子极化率改变的结果。 电子衍射：当电子波（具有一定能量的电子）落到晶体上时，被晶体中原子散射，各散射电子波之间产生互相干涉现象。 X射线衍射：利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。 2.2 荧光光谱 2.2.1 基本原理 2.2.2 荧光光谱仪与谱图 2.2.3 应用 2.3 激光拉曼光谱简介 2.4.5 在聚合物中的应用 2.5 X射线衍射（XRD） 2.5.2 多晶粉末衍射分析 multiple crystal powder diffraction analysis 1.仪器特点 2. 应用 2.5.3 单晶衍射分析 single crystal diffraction analysis 应用 2.5.4 样品的制备 2.5.4 多晶X-射线衍射在聚合物中的应用 2.67 电子衍射 透射电子显微镜的最大特点是既可以得到电子显微像又可以得到电子衍射花样。 晶体样品的微观组织特征和微区晶体学性质可以在同一台仪器中得到反映。 样品对入射电子的散射 晶体物质是由原子、离子或原子团在三维空间按一定规律周期性排列构成的。当具有一定波长的单色平面电子波射入晶体时，这些规则排列的质点将对入射电子束中与其靠近的电子产生散射，由于散射强度较大，于是各个质点作为新波源发射次级波. 衍射角θ的解释 倒易空间的3个基矢量 在倒易空间中，任意矢量的大小和方向可以用倒易矢量g来表示。 倒易矢量g的重要性质： 1．ghkl垂直于（hkl）晶面。平行与（hkl）晶面的 法线N（hkl）. 2．ghkl的长度为（hkl）晶面间距的倒数。g =1/dhkl 3．ghkl矢量端点的坐标就是与正空间对应的衍射晶面的指数。 倒易点阵中的点代表着正空间中的一组平行晶面 以1/λ为半径做的埃瓦尔德球即倒空间的球，叫倒易球，入射束穿出球面的那一点叫倒易原点。 埃瓦尔德球（衍射球） 正点阵和倒易点阵的几何关系 与X射线衍射相比，电子衍射的特点： （1）由于电子波波长很短，一般只有千分之几nm，按布拉格方程2dsin?=?可知，电子衍射的2?角很小（一般为几度），即入射电子束和衍射电子束都近乎平行于衍射晶面。 由衍射矢量方程（s-s0）/?=r*，设K?=s/?、K=s0/?、g=r*，则有 K?-K=g （8-1） 此即为电子衍射分析时（一般文献中）常用的衍射矢量方程表达式。 (2)由于物质对电子的散射作用很强（主要来源于原子核对电子的散射作用，远强于物质对X射线的散射作用），因而电子（束）穿进物质的能力大大减弱，故电子衍射只适于材料表层或薄膜样品的结构分析。 (3)透射电子显微镜上配置选区电子衍射装置，使得薄膜样品的结构分析与形貌观察有机结合起来，这是X射线衍射无法比拟的优点。 2.6.2 电子衍射基本公式 图8-1 电子衍射基本公式的导出 设样品至感光平面的距离为L（可称为相机长度），O?与P?的距离为R，由图8-1可知 tan2?=R/L (8-2)tan2?=sin2?/cos2?=2sin?cos?/cos2?；而电子衍射2?很小，有con??1、con2??1，故式（8-2）可近似写为 2sin?=R/L 将此式代入布拉格方程(2dsin?= ? )，得?/d=R/L Rd= ?L（8-3） 式中：d——衍射晶面间距（nm） ?——入射电子波长(nm） 此即为电子衍射（几何分析）基本公式（式中R与L以mm计）。 当加速电压一定时，电子波长?值恒定，则?L＝C（ C为常数，称为相机常数）。 故式（8-3）可改写为 Rd = C （8-4） 按g=1/d[g为(HKL)面倒易矢量，g即?g?]，（8-4）又可改写为 R = C g = C/d （8-5） 由于电子衍射2?很小，g与R近似平行，故按式（8-5），可以进一步写成矢量表达式： R = （ ? L）g = C g （8-6） 式中：R——透射斑到衍射