X射线衍射对物相的定性分析.ppt

X射线衍射对物相的定性分析主讲人：主要内容一、X射线物相分析的基本原理二、X射线物相分析的基本方法三、定性分析的步骤四、物相分析应注意的问题射线物相分析的基本原理1.1 物相分析物相的定义是物质存在的状态，X射线分析的是物相，而不是化学成分。对于未知试样，为了了解和确定哪些物相时，需要定性的物相分析。1.2 基本原理 每一种结晶物质各自都有自己独特的化学组成和晶体结构。每种晶体结构与其X射线有着一一对应的关系。不会因为与其他物质混合在一起而发生变化。XRD衍射图：晶体化合物的指纹，由测定试样晶体的衍射线出现情况，可确定晶体结构类型。射线物相分析的基本方法X射线定性分析l l将实验获得的将实验获得的“d d（22）-I”-I”值（衍射面间距值（衍射面间距和衍射强度）标准多晶衍射数据和已知物相的和衍射强度）标准多晶衍射数据和已知物相的衍射数据或图谱进行对比，一旦二者相符，则衍射数据或图谱进行对比，一旦二者相符，则表明待测物相与已知物相是同一物相。表明待测物相与已知物相是同一物相。1 谱图直接对比法2 数据对比法（d，2，I/I1）3 计算机自动检索鉴定法XRD物相鉴定现在内容最丰富、规模最大的多晶衍射数据集JCPDS（Joint Committee on Powder Diffraction Standard）编(现为ICDD)的粉末衍射卡片集(PDF)，到1991年已出41集，化合物总数已超过4万余种。可通过检索查对，解释衍射图对应的物相。现在已制成计算机软件，可直接检索。这种分析方法叫X定性。数据库、机构 进行计算机自动检索进行计算机自动检索/鉴定需要相应的数据库与鉴定需要相应的数据库与之配套。目前国际上有名的机构有如下：之配套。目前国际上有名的机构有如下：1.1.国际结晶学联合会（国际结晶学联合会（IUCrIUCr）2.2.粉末衍射专业委员会（粉末衍射专业委员会（CPDCPD）3.3.国际衍射数据中心（国际衍射数据中心（ICCDICCD）*4.4.国际国际X X射线分析学会（射线分析学会（IXASIXAS）5.5.剑桥晶体学数据中心（剑桥晶体学数据中心（CCDCCCDC）6.6.无机化合物晶体结构数据库（无机化合物晶体结构数据库（ISCDISCD）7.7.蛋白质数据银行（蛋白质数据银行（PDBPDB）8.8.晶体学公开数据库（晶体学公开数据库（CODCOD）可用数据库一般通常所用的为ICCD提供的电子版的粉末衍射数据集（PDF）1.1.PDF12.2.PDF2*3.3.PDF34.4.PDF4*最新的PDFPDF卡片的由来：卡片的由来：19381938年发起收集，由美国材料试验协会出版，即年发起收集，由美国材料试验协会出版，即ASTMASTM卡片。卡片。19691969年起由粉末衍射标准联合委员会接手，即年起由粉末衍射标准联合委员会接手，即JCPDSJCPDS。即。即JSPDSJSPDS卡片。卡片。现在由国际衍射数据中心管理，即现在由国际衍射数据中心管理，即ICDDICDD。有人称有人称PDFPDF卡片（粉末衍射文件）为卡片（粉末衍射文件）为JCPDSJCPDS卡片。卡片。可能是一些老先生，因为很久不这样叫了，而是可能是一些老先生，因为很久不这样叫了，而是称为称为PDFPDF卡片。卡片。PDF卡片3.定性分析的步骤3.1 数字索引1.1.摄照待测样品的衍射相。摄照待测样品的衍射相。2.2.确定衍射相上所有线条的相对强度确定衍射相上所有线条的相对强度I/I1I/I1。计算晶面间距。计算晶面间距d d，并选出前反射区三条最强线。并选出前反射区三条最强线。3.3.根据最强线的晶面距根据最强线的晶面距d1d1，在数字索引中找到所属的组，在，在数字索引中找到所属的组，在根据根据d2d2和和d3d3找到其中的一行。找到其中的一行。4.4.比较这三条线，看其相列强度是否与被摄物质的三强线基比较这三条线，看其相列强度是否与被摄物质的三强线基本一致，如本一致，如d d和和I/I1I/I1都基本一致，则可初步断定未知物质中都基本一致，则可初步断定未知物质中含有卡片所载的这种物质。含有卡片所载的这种物质。5.5.根据索引查找的卡片号，从卡片盒中找到所需卡片。根据索引查找的卡片号，从卡片盒中找到所需卡片。6.6.将卡片上全部将卡片上全部d d和和I/I1I/I1，与未知物质的，与未知物质的d d和和I/I1I/I1对比，如果完对比，如果完全吻合，则卡片上记载的物质，就是未知物质。全吻合，则卡片上记载的物质，就是未知物质。3.2 字母索引1.1.根据被测物质的衍射相，确定各衍射线的根据被测物质的衍射相，确定各衍射线的d d值及其相对强度。值及其相对强度。2.2.根据试样成分和有关工艺条件，或参考有关文献，初步确根据试样成分和有关工艺条件，或参考有关文献，初步确定试样可能含有的物相。按照这些物相的英文名称，从字定试样可能含有的物相。按照这些物相的英文名称，从字母索引中找出它们的卡片号，然后从卡片盒中找出相应的母索引中找出它们的卡片号，然后从卡片盒中找出相应的卡片。卡片。3.3.将实验测得的晶面距和相对强度，与卡片上的值一一对比，将实验测得的晶面距和相对强度，与卡片上的值一一对比，如果某张卡片的数据能与衍射相上的某一组数据吻合，则如果某张卡片的数据能与衍射相上的某一组数据吻合，则待测分析样中含有卡片记载的物相。待测分析样中含有卡片记载的物相。4.物相分析时应注意的问题l l考虑到实验数据存在一定的误差，故允许所得的晶面考虑到实验数据存在一定的误差，故允许所得的晶面间距和相对强度与卡片的数据略有出入；间距和相对强度与卡片的数据略有出入；l l晶面间距比相对强度相对重要；晶面间距比相对强度相对重要；l l低角度线比高角度线重要；低角度线比高角度线重要；l l强线比弱线重要；强线比弱线重要；l l要重视衍射花样中的特征线；要重视衍射花样中的特征线；l l在衍射分析以前，最好先弄清楚试样的来源和化学成在衍射分析以前，最好先弄清楚试样的来源和化学成分；分；l l不要过分迷信卡片上的数据，注意资料的可靠性；不要过分迷信卡片上的数据，注意资料的可靠性；l lX X射线衍射只能肯定某个物相存在，而不能确定某个射线衍射只能肯定某个物相存在，而不能确定某个相不存在；相不存在；