x-线衍射
化学试剂,九料化工商城 / 2020-11-23
x-射线衍射法是用以获得如图3-9所示的这类图象的技术，它能给出分子结构的明断图象(图中表示的是意)。在图上的线是等电子密度线，因此不仅可出键角和键长，而且可得到关于整个分子电子密度变化的详细数据。已经发现最令人兴奋的是这种技术在分子生态学上的应用。x-射线行射是我们了解蛋白质、酶和核酸等结构的主要原始资料。射线结晶学是应用这种技术来研究晶体结构的学科:我们将在第五章论述，
衍射技术的基础是波的相互干涉。两个或更多的波，如果波峰相叠合，则振幅增大，但若波峰与波谷叠合，则相互抵消(图3-10)。本节论述x-射线的行射，采用的是位于电磁光谱中x射线区的波，其波长大约为100pm(0.1nm)ッ，因为只有这样短的波长才能表示出分子的精细结构。
光的于涉可以用来探测分子的结构。图3-11表示当一東x射线直接射到分子上时所发生的情形，辐射线从分子上被散射，由观察器可看到散射来自许多方向。以两个散射波为例来说明。当检测器置于O1处(图3-1)，两个波峰相叠合，故此它记录的-射线强度加倍，当检测器移动到O2时，由于散射波传播的距离不同，一个波的波峰与另一个波的波谷相叠合。结果检测器记录出x-射线的强度为零。从围绕这个分子的所有方向测量辐射的强度，按每个区域(不限于刚才所指的那两个位置)的散射进行计算，观察器记载了一个很复杂的强度分布。对它进行分析(通常是在计算机上进行，因为这种计算是很复杂的)以后便可得出像图3-9所示的那样的图象，
将电子加快到高速，其表现說象波长约100pm的波(波粒二象性在第一章曾提过)，这样便可用来作行射实验，由于电子射线不能穿透固体，因此电子行射只能用于研究气相中的分子。从反应堆出来的中子具有适合的波长，可用于中子行射来研究固体，然而最重要的技术还是x射线行射，在解决不可见光物体的观测，没有其它方法比x-射线衍射更为有效（九料化工https://www.999gou.cn/）。
x-线衍射提要
1.质谱测定法用以测定分子的质量、它们的分子式(在高分辨率下)和它们的组成(从样品碎片图样来确定)。
2.质谱法对于由电子轰击直接产生的或由菱击后的碎片产生的正离子的质荷比/e的测定是很灵敏的。
3.分子光谱可以用波尔频率条件(3-2-1)式来说明。
4.分子的电子能级、转运能级和振动能级都是量子化的。
5.在电磁光谐的波区中的吸收作用可以由气相分子受激引起的激发转动来说明。
6.微波光可以用分子的转动惯量来解释，因而也可用分子的几何形状，分子的键长和键角来解释。
7.红外吸收光是由于激发了分子的振动而发生的。
8.红外光谱被用于气体、液体和固体(主要是在液体中)分子的鉴定，并用于求出分子中键的强度和刚性。
9.紫外和可见吸收光谱是由于入射的辐射线激发电子跃迁而产生的
10.具有特征吸收频率的原子团称为生色团。
11.电子光谱法可用于得出键的强度的数据，辨认存在的物种和作为研究光化反应以得出基本讯息。
12.x-射线行射是以分子的不同部位产生的散射波之间的相互干涉为基础的。由于这种方法可得出电子密度分布的详细情况。
13.电子行射和中子衍射与快速的电子和中子的波长特性有关，并被用于得出结构的数据。
x-线衍射习题
1.写一篇短文括光谱的原理，包括说明吸收和放射光谱，解释怎样由激发不同的跃迁而产生的光谱区等的基本过程，以及举出某些应用例子。
2.说明在质谱法中碎片图谱的用处。
3.提出(a)甲烷(b)水的质谱型式。
4.基于上题所用甲烷含有1％的¹³C，可以预期在甲烷的质谱图上将会出现什么额外的峰。
5.甲醇的化作用(一个质子被一个核²₁H+所取代)怎样影响它的质谱?
6.从气态氯分子的天然同位素丰度预官其质谱的型式。
7.哪种光谱法适用于下列哪一问题的研究?
a)血液中存在的痕迹量的砷。
(b)金星的大气成分。
(c)卡车内燃机废气的性质。
(a)乙醇中一圧键的报动频率。
(e)HGl的键长。
(f)乙醇的纯度。
8.解释下列术语:生色团报动模型，伸缩振动，呼吸模型。
9.说出由于化作用C的振动频率将发生什么变化。
10.叙述测定分子结构的任一种光方法(可以允许的方法包括红外光法或质谱测定法，但不包括衍射法):论述你所选用的方法的实际操作步骤，并对所得结果加以解释，
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