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x衍射圖譜用什麼儀器

發布時間:2023-06-12 14:25:19

A. X射線衍射儀與X射線熒光光譜儀的區別

x射線熒光和x射線衍射的區別在於前者是對材料進行成份分析的儀器,而後者則主要是對材料進行微觀結構分析以便確定其物理性狀的設備

B. X射線單晶體衍射儀的要求儀器

回擺法的裝置如圖3,樣品的轉軸垂直於入射單色X射線,圍繞轉軸安裝園筒狀底片或在晶體後方,垂直於入射線安裝平板底片。若晶體的某一晶軸(如a或b,c)與轉軸平行,則在園筒狀底片上會出現平行直線,平板底片則出現上下對稱的雙曲線。若讓晶體在一個不大的角度范圍(如10)內做擺動,則能產生的衍射數量不多,衍射點不會重疊。使擺動范圍連續變動,一套完整的衍射數據需由一套(如幾十張)擺動照片組成,其數量與晶體的對稱性有關。
回擺法是一種早就發明的衍射方法,它的記錄介質過去用的是照相底片,很不方便,因此用得不多。二十世紀九十年代發展出一種稱為影象板(image-plate IP)的記錄介質,由於其靈敏度高,記錄的強度准確,且使用方便,實驗時間短,獲得了推廣,應用到回擺法,使回擺法獲得新生,成為測定單晶體結構的主要方法。以後又出現了新型探測器電荷偶合器件(charge-couple device CCD),其性能在一些方面更優於IP,有成為主要探測器的趨勢。 1. 選擇大小適度,晶質良好的單晶體作試樣,收集衍射數據。
2.指標化衍射圖,求出晶胞常數,依據全部衍射線的衍射指標,總結出消光規律,推斷晶體所屬的空間群。
3. 將測得的衍射強度作吸收校正,LP校正等各種處理以得出結構振幅|F|。
4.相角和初結構的推測。常用推測相角的方法有派特遜函數法及直接法。 從派特遜圖上可以比較容易地得到晶體中所含重原子的位置坐標,可依此計算各衍射的相角
αHKL,將此αHKL去與實驗測得的結構振幅|FHKL|結合生成FHKL,可據此計算電子密度圖,可以定出更多原子的原子位置及修正已有的原子位置。再利用這些數據重新計算αHKL、FHKL及ρ(x,y,z),如此反復疊代多次推出完整的晶體結構。
直接法是利用結構振幅間的某些統計關系求出衍射相角的方法。在求出某些衍射的相角αHKL以後,把他們去與實驗測得的|FHKL|配合生成FHKL,進而計算ρ(x,y,z),從中獲得部分原子的位置,從此修正和擴充已有的相角,如派特遜那樣反復疊代以得出完整的結構。 由派特遜函數或直接法推出的結構是較粗糙和可能不完整的,故需要對此初始結構進行完善和精修。常用的完善結構的方法稱為差值電子密度圖,常用的精修結構參數的方法是最小二乘方法,經過多次反復,最後可得精確的結構。同時需計算各原子的各向同性或各向異性溫度因子及位置佔有率等因子。
最終所得結果的優劣常用吻合因子R來衡量
式中,w為權重因子,下標o,c表示實測值,計算值。 生物大分子結構的測定,從原理上講與小分子(無機物,有機物,配合物等)無異,但由於分子大也帶來一定的特殊性,需要有一些不同於小分子的方法。
大分子的特點是分子量大,原子多,但原子序數小,多數是C,H,O,N等輕元素,故散射能力低,不易收集到高角的衍射點,這會使電子密度圖的解析度降低。還因他晶胞大,所含原子數目多,需確定的結構參數就多,這與解析度低有矛盾。另外,大分子晶體在X射線的照射下易於損壞,如何縮短實驗時間也成為一個重要問題。
大分子由於分子量大,要求使用較大體積的單晶體,如對於分子量為5000的蛋白質分子,就要有大於0.3mm3的單晶體。但因其分子大,結晶就困難,而且很易結晶成孿晶,這不合用。得到合用的晶體是整個大分子結構測定中關鍵的一步,常說有了良好的晶體,結構測定一半的問題已解決了。
一般用回擺法收集衍射數據,用IP或CCD作探測器,可以在幾個小時內完成數據收集工作。
關於相角問題,在解小分子結構中目前最常使用的直接法還不能用於大分子,而派特遜法,由於大分子缺少重原子也無法使用。目前是用基於派特遜法的幾個方法來解決相角問題的。 有時,幾個不同的生物大分子是由相同的結構單位以不同方式連接而成的; 同一種生物大分子如在不同的條件中結晶,有可能得到不同的結晶,是為多結晶現象; 還有些生物分子,他們是由共同的分子祖先進化而得,因此其中有相當部分是相同的。對於這些類的生物分子,他們的派特遜圖常有很大的相似性。因此,在求解某生物大分子結構時,如能找到與他有類似的結構,且結構已測定的生物大分子結構時,則可按最大重疊原理找出待測物和已知物的派特遜圖之間的關系,從而得出未知物衍射的位相,進而解出結構。若已知物和待測物是同晶化合物,則可利用差值電子密度圖來解出結構,更為簡單。
若在已知結構的大分子結構資料庫中找不到與待測物有類似結構的分子結構時,就不能使用此法,要使用以後的方法。 這種方法是設法把對X射線散射能力大的重金屬原子,如Hg,Pb,Se等引入生物分子中,作為標識原子。這種置換入重原子的大分子應與無重原子時的原晶體有相同的晶胞參數和空間群,且絕大多數原子的位置相同,故稱同晶置換。從這些含重原子晶體的衍射數據,利用基於派特遜法的方法可解出重原子的位置,據此算出其結構因子和相角,進而利用相角關系計算出沒有重原子的原晶體的相角,解出結構。
經常使用不只一種重原子進行置換,以得幾種同晶置換衍生物,稱多對同晶置換法。同晶置換
衍生物越多,可正確定出的相角也越多。 晶體衍射中有一條弗里德耳定律,就是說不論晶體中是否存在對稱中心,在晶體衍射中總存在著對稱中心,也即有FHKL=FHKL。但是當使用的X射線波長與待測樣品中某一元素的吸收邊靠近時,就不遵從上述定律,也即FHKL≠FHKL。這是由電子的反常散射造成的,利用這一現象可以解決待測物的相角問題。一般,這一方法常與重原子同晶置換法結合使用。
在收得同晶置換物的衍射數據後,改變入射線波長至靠近重原子的吸收邊處,再次收集數據,這套數據是存在反常散射的,可利用這兩套數據來求位相。有如多同晶置換法,如採用幾個不同波長的X射線,對所含不同元素收集幾套反常散射數據,則可得更正確、更完整的相位信息,是為多波長反常衍射法(MAD),是目前解分子生物大分子的重要方法。實驗室X射線光源不易使用這一方法,因要改變X射線波長是很困難的,而對於同步X射線光源,改變波長是相當方便的,因此常被使用。

C. x射線衍射、x熒光、直讀光譜3種儀器,都有哪些區別,原理是什麼檢測領域

一、直讀光譜儀採用原子發射光譜學的分析原理,樣品經過電弧或火花放電激發成原子蒸汽,蒸汽中原子或離子被激發後產生發射光譜,發射光譜經光導纖維進入光譜儀分光室色散成各光譜波段,根據每個元素發射波長范圍,通過光電管測量每個元素的最佳譜線,每種元素發射光譜譜線強度正比於樣品中該元素含量,通過內部預制校正曲線可以測定含量,直接以百分比濃度顯示。己被廣泛使用於幾乎所有的光譜測量,分析及研 究工作中,特別適應於對微弱信號,瞬變信號的檢測.

二、X熒光光譜儀(XRF)由激發源(X射線管)和探測系統構成。X射線管產生入射X射線(一次X射線),激發被測樣品。受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線,並且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然後,儀器軟體將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。廣泛應用於冶金、地質、有色、建材、商檢、環保、衛生等各個領域

三、X射線衍射儀"可分為"X射線粉末衍射儀"和"X射線單晶衍射儀器".由於物質要形成比較大的單晶顆粒很困難。所以目前X射線粉末衍射技術是主流的X射線衍射分析技術。單晶衍射可以分析出物質分子內部的原子的空間結構。粉末衍射也可以分析出空間結構。但是大分子(比如蛋白質等)等復雜的很難分析。
X射線粉末衍射可以
1,判斷物質是否為晶體。
2,判斷是何種晶體物質。
3,判斷物質的晶型。
4,計算物質結構的應力。
5,定量計算混合物質的比例。
6,計算物質晶體結構數據。
7,和其他專業相結合會有更廣泛的用途。
比如可以通過晶體結構來判斷物質變形,變性,反應程度等

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