химический каталог




СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, определение строения веществ и материалов, т.е. выяснение расположения в пространстве составляющих их структурных единиц (молекул, ионов, атомов). В узком смысле СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ а.-определение геометрии молекул и мол. систем, к-рую обычно описывают набором длин связей, валентных (плоских) и двугранных (торсионных) углов, СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ а. обычно включает получение эксперим. данных и их математич. обработку.

Количеств. информацию о строении молекул дают дифракционные методы (рентгеновский структурный анализ, электронография и нейтронография), а также микроволновая спектроскопия. Качеств. сведения о строении молекул можно получить по колебательным спектрам, масс-спектрам, спектрам ЯМР и ЭПР (см. Инфракрасная спектроскопия, Комбинационного рассеяния спектроскопия, Ядерный магнитный резонанс, Mace-спектрометрия, Электронный парамагнитный резонанс).

Для СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ а. наиболее часто применяют рентгеновский структурный анализ (РСА) и газовую электронографию. Первый используют для определения строения соединение в кристаллич. состоянии; он основан на дифракции рентгеновских лучей, проходящих через монокристалл. Интенсивности дифракц. лучей I(h k l) связаны с координатами атомов xj, yj, zj в элементарной ячейке соотношениями:


где F(h k l)-коэффициент Фурье, которые в РСА называют структурными амплитудами, К-коэффициент пропорциональности, f(h k l)-начальная фаза дифракц. луча, fj-фактор атомного рассеяния i-го атома; h, k, l-целые числа, характеризующие расположение граней и соответствующих им атомных плоскостей в кристалле (индексы дифракц. лучей); N- общее число атомов в элементарной ячейке;

Величину |F(h k l)| можно непосредственно вычислить из I(h k l), но значение f(h k l) при этом остается неизвестным (проблема начальных фаз).

Существуют два метода решения проблемы начальных фаз-метод Паттерсона и статистич. (прямой) метод.

Первый метод используют при расшифровке структур соединение, содержащих наряду с легкими (Н, С, N, О) тяжелые атомы металлов, координаты которых определяют в первую очередь (метод тяжелого атома). Координаты легких атомов устанавливают, рассчитывая распределение электронной плотности r(x,y,z) по уравению:


где V0-объем элементарной ячейки.

Методом наим. квадратов уточняют структуру, в частности координаты атомов (xj, yj, zj) и константы тепловых колебаний атомов.

Критерий правильности определения структуры-фактор расходимости Л


Значения R-фактора около 0,2 свидетельствуют о низкой точности определения координат атомов в структуре; значению R = 0,08 отвечает средняя точность; при R = 0,05 : 0,04 структура определена с хорошей точностью, а при R0,02-прецизионно.

Метод РСА позволяет устанавливать стереохимический и крис-таллохимический закономерности строения химический соединений различные классов, корреляции между структурными характеристиками вещества и его физических-химический свойствами, получать исходные данные для углубленной разработки теории химической связи и изучения химический реакций, анализировать тепловые колебания атомов в кристаллах, исследовать распределение электронной плотности в кристаллах. Использование автоматич. дифрактометров и ЭВМ расширило круг задач, решаемых с помощью РСА в химии, в частности позволило использовать структурные данные для оценки параметров, входящих в выражения для волновых функций и энергий мол. систем.

В электронографическом СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ а. (ЭСА) объектами исследования являются молекулы в газовой фазе. В отличие от кристалла, молекулы в газе имеют произвольную ориентацию. Это приводит к тому, что всю информацию о строении молекулы извлекают из одномерной функции радиального распределения интенсивности рассеяния электронов. В ЭСА не определяют непосредственно координаты атомов (как в РСА), а проверяют ряд возможных геометрическая моделей. Поэтому большое значение для интерпретации данных ЭСА имеет любая априорная информация о строении молекулы: симметрия (определяемая по колебательное спектрам или спектрам ЯМР), сведения о геометрическая строении, получаемые с помощью, например, квантовохим, расчетов.

Геом. параметры молекул и их амплитуды колебаний уточняют методом наим. квадратов. Как и в случае РСА, критерием качества проведенного уточнения является низкое значение R-фактора (0,02-0,07).

Заметному повышению точности ЭСА способствует учет дополнительной данных, например значений вращательное постоянных, обычно измеряемых методом микроволновой спектроскопии, констант диполь-дипольного взаимодействия, определяемых по спектрам ЯМР. Строение поверхности твердых тел изучают обычно с помощью дифракции медленных электронов.

Литература: Вилков Л. В., Мастрюков В. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, Садова Н.И., Определение геометрического строения свободных молекул, Л., 1978; Скрышевский А. Ф., Структурный анализ жидкостей и аморфных тел, 2 изд., М., 1980; Порай-Кошиц М. А., Основы структурного анализа химических соединений, 2 изд., М., 1989. Т. Н. Полынова, В. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ Мастрюков.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
трузи отзывы
лайтбокс с возможностью смены рекламы
http://taxi-stolica.ru/nashi_avtomobili/avtomobili_predstavitelskogo_klassa/
вешалки напольные металлические

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.10.2017)