X射线衍射对物相的定性分析.ppt

1、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,1.X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。,2.X射线物相分析的基本方法,X射线定

2、性分析 将实验获得的“d（2）-I”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。 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

3、性。,数据库、机构,进行计算机自动检索/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： 国际结晶学联合会（IUCr） 粉末衍射专业委员会（CPD） 国际衍射数据中心（ICCD）* 国际X射线分析学会（IXAS） 剑桥晶体学数据中心（CCDC） 无机化合物晶体结构数据库（ISCD） 蛋白质数据银行（PDB） 晶体学公开数据库（COD）,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） PDF1 PDF2* PDF3 PDF4 *最新的,PDF卡片的由来： 1938年发起收集，由美国材料试验协会出版，即ASTM卡片。 1969年起由粉末衍射标准联合委员会接手，

4、即JCPDS。即JSPDS卡片。 现在由国际衍射数据中心管理，即ICDD。 有人称PDF卡片（粉末衍射文件）为JCPDS卡片。可能是一些老先生，因为很久不这样叫了，而是称为PDF卡片。,PDF卡片,3.定性分析的步骤,3.1 数字索引 摄照待测样品的衍射相。 确定衍射相上所有线条的相对强度I/I1。计算晶面间距d，并选出前反射区三条最强线。 根据最强线的晶面距d1，在数字索引中找到所属的组，在根据d2和d3找到其中的一行。 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d和I/I1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。 根据索引查找的卡片号，从卡片盒中找到所需

5、卡片。 将卡片上全部d和I/I1，与未知物质的d和I/I1对比，如果完全吻合，则卡片上记载的物质，就是未知物质。,3.2 字母索引 1.根据被测物质的衍射相，确定各衍射线的d值及其相对强度。 2.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。 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，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。,4.物相分析时应注意的问题,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； 晶面间距比相对强度相对重要； 低角度线比高角度线重要； 强线比弱线重要； 要重视衍射花样中的特征线； 在衍射分析以前，最好先弄清楚试样的来源和化学成分； 不要过分迷信卡片上的数据，注意资料的可靠性； X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；,谢谢,