X射線分析定性分析課件

1、X射線物相分析1分析原理晶體物質(zhì)，都具有特定的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，它包括：晶體結(jié)構(gòu)類型晶胞大小晶胞中原子、離子或分子數(shù)目種類以及它們所在的位置等 沒有任何兩種結(jié)晶物質(zhì)，它們的晶胞大小、質(zhì)點(diǎn)的種類和質(zhì)點(diǎn)在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，當(dāng)一定波長(zhǎng)的X射線通過晶體時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨(dú)特的衍射花樣，它們的特征可以用d和I/I1來表征。2X射線衍射圖特征1)d值 與晶胞的形狀和大小有關(guān),由晶體結(jié)構(gòu)決定.2)衍射線的數(shù)目:晶體結(jié)構(gòu)決定,還與衍射條件有關(guān)(、含量），定性分析3）強(qiáng)度：晶體結(jié)構(gòu)，衍射條件積分強(qiáng)度（面積）定量分析相對(duì)強(qiáng)度定性分析4）指數(shù)hkl與結(jié)構(gòu)有關(guān)5）峰位（）定性、定量、結(jié)構(gòu)分

2、析用6）衍射線的形狀用半高寬表示，與晶體的完整程度和晶粒大小有關(guān)，用來測(cè)定晶格畸變和晶粒大小。d值是晶體結(jié)構(gòu)決定的,不受實(shí)驗(yàn)條件影響,準(zhǔn)確可靠可直接鑒定物相,僅適合于結(jié)晶物質(zhì)345PDF卡片及索引 1938年，Hanawalt J.D.等首先發(fā)起，以d-I數(shù)據(jù)組代替衍射花樣，制備衍射卡片的工作，并收集了上千種已知物質(zhì)的衍射數(shù)據(jù)。 1942年,美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM-The American Society for Testing Materials出版約1300張衍射數(shù)據(jù)卡片，稱為ASTM卡片。1956年達(dá)6000張。1959年，用衍射儀進(jìn)行校正。1963年共出版13集，以后每年出版一集。從

3、1969年起，由美國(guó)試驗(yàn)協(xié)會(huì)和英國(guó)、法國(guó)、加拿大等國(guó)家共同組成了名為“粉末衍射數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì)”:JCPDS-The Joint Committee on Powder Diffraction Standards國(guó)際機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)收集、整理出版各種物相的標(biāo)準(zhǔn)卡片，稱為PDF(Powder Diffraction File)卡片 7粉末衍射卡片-PDF卡片 區(qū) 該物相的X射線衍射花樣中可能測(cè)到的最大面間距及相對(duì)強(qiáng)度。 區(qū)卡片序號(hào)，其形式為-。符號(hào)“-”前面的數(shù)字表示卡片的組號(hào)，后面的數(shù)字表示卡片在組內(nèi)的序號(hào)，如5-628。最近已出版到第43組。 區(qū)三強(qiáng)線。兩種或兩種以上的物質(zhì)的衍射線條中有一些

4、位置相近或相同，但最強(qiáng)線和次強(qiáng)線通常是不相同的，據(jù)此，哈納瓦爾特將d值數(shù)列中強(qiáng)度最高的三條線（三強(qiáng)線）的面間距和相對(duì)強(qiáng)度提到卡片的首位。它們受試驗(yàn)條件影響較小，能準(zhǔn)確反映物質(zhì)特征。 區(qū)物相的化學(xué)式及英文名稱。在化學(xué)式之后常有數(shù)字及大寫字母，其中數(shù)字表示單胞中的原子數(shù)，英文字母表示布拉格點(diǎn)陣類型。右上角標(biāo)號(hào)的含義：“”表示數(shù)據(jù)可靠性高；“i”表示數(shù)據(jù)經(jīng)過指標(biāo)化及強(qiáng)度估計(jì)，但可靠性不如帶“”號(hào)者；“”表示可靠程度低；“C”表示衍射花樣數(shù)據(jù)來自計(jì)算；無符號(hào)者的可靠程度一般。 區(qū)試驗(yàn)條件，包括：Rad.靶材及射線類型；X射線的波長(zhǎng)，單位為埃；Filter濾波片名稱；Dia.圓柱相機(jī)直徑；Cut off

5、該設(shè)備所能測(cè)得的最大面間距；Coll.光闌狹縫的寬度或圓孔的尺寸；I/I0測(cè)量線條相對(duì)強(qiáng)度的方法（如Calibrated strip 強(qiáng)度標(biāo)法；Visual inspection 視覺估計(jì)法；Geiger counter diffractometer 蓋革計(jì)數(shù)器衍射儀法）；Dcorr，abs？所測(cè)d值是否經(jīng)過吸收校正。 區(qū)晶體學(xué)數(shù)據(jù)， 、 區(qū)物相的物理性質(zhì)，內(nèi)容包括折射率；Sign光學(xué)性質(zhì)的正負(fù)；2V光軸間的夾角；D密度（Dx為X射線法測(cè)定的密度）；mp熔點(diǎn)；Color顏色。 區(qū)試樣來源、制備方式及化學(xué)分析數(shù)據(jù)。此外，如分解溫度（D.F）、轉(zhuǎn)變點(diǎn)（T.P）、攝照溫度、熱處理、卡片更正等補(bǔ)充信息

6、。 區(qū)d值序列。按衍射位置的先后順序排列的晶面間距d值序列、相對(duì)強(qiáng)度I/I0和干涉指數(shù)。本分區(qū)常出現(xiàn)一些具有不同含義的字母，它們?yōu)椋篵寬線或漫散線；d雙線；n不是所有的資料上都有的線；nc與晶胞參數(shù)不符的線；ni用晶胞參數(shù)不能指數(shù)化的線；np空間群不允許的指數(shù)；因線存在或重疊而使強(qiáng)度不可靠的線；fr痕跡線；+可能是另一指數(shù)。810粉末衍射卡片索引 哈那瓦爾特(Hanawalt)索引Powder Diffraction File Search Manual Hanawalt Method Inorganic, 是一種按d值編排的數(shù)字索引，是鑒定未知物物相時(shí)主要使用的索引。芬克(Fink)索引Fi

7、nk Inorganic Index to the Powder Diffraction File,也是一種按d值編排的索引，但其編排原則與哈氏索引有所不同。它主要是為強(qiáng)度失真的衍射花樣和具有擇優(yōu)取向的衍射花樣設(shè)計(jì)的。字母索引（Alphabetical Index) 按礦物英文名稱的字母順序排列。只有三條最強(qiáng)線。名稱后面注有“syn”-synthetic者為人造礦物。 11字母索引（Alphabetical Index)12141517X射線物相分析-定性鑒定單一物相的鑒定 將所得某一結(jié)晶物質(zhì)之衍射數(shù)據(jù)(或圖譜)d和I/I1值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之衍射數(shù)據(jù)(或圖譜)進(jìn)行對(duì)比，如果兩者能夠吻合，就表明試樣與該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是同一種物相，從而作出鑒定。 混合物相的鑒定 如果在試樣中存在兩種以上不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)時(shí)，每種物質(zhì)所特有的衍射花樣不變，多相試樣的衍射花樣只是由它包含物質(zhì)的衍射花樣機(jī)械疊加而成。18基本原則:先了解樣品來源,制備工藝,化學(xué)成分,估計(jì)可能物相,按字母索引去查.19物性定性分析應(yīng)注意的事項(xiàng) d值比I/I1更為重要,比對(duì)時(shí)d值須相當(dāng)符合,一般只