Очевидно, что трехмерная визуализация молекулярной структуры (как в случае оптического микроскопа для образцов с размерами в диапазоне 1-100 мкм) позволила бы получить требуемую информацию напрямую. Однако разрешающая способность (т. е. способность различить соседние объекты) такого прибора ограничивалась бы длиной волны излучения или частиц. Так как расстояния между химически связанными атомами обычно находятся в пределах 0,9-3 А(1 А = Ю-8 см), то следовало бы ожидать, что рентгеновское излучение с длинами волн, лежащими в этом диапазоне или вблизи него, может быть использовано для наблюдения молекулярной структуры. К сожалению, такой прямой подход невозможен, так как еще не создан материал, способный фокусировать рентгеновское излучение так же, как это делает стеклянная линза оптического микроскопа. Однако электроны с высокими энергиями, которые имеют подходящую длину волны (которая дается уравнением де Бройля), можно сфокусировать электростатическим полем. Тем не менее электронная микроскопия, хотя и позволяет реально увидеть большие молекулы и в благоприятном случае атомы, все же не может добиться разрешения рентгеновской дифракции (разд. 11.2) и, следовательно, непригодна как метод массового структурного анализа.

□ Упругое рассеяние рентгеновских лучей приводит к излучению с той же длиной волны, что и исходный источник.

Помимо того, что поглощение может сопровождаться флуоресценцией (разд. 8.3), взаимодействие рентгеновского излучения с атомами также может привести и к рассеянию, которое может быть упругим (эффект Рэлея) или неупругим (эффект Комптона). При упругом рассеянии электроны атома, вовлеченного в процесс, ускоряются падающим рентгеновским излучением и сами становятся источником излучения, имеющего такие же точно энергию и длину волны, что и падающее рентгеновское излучение. В отличие от этого, эффект Комптона отражает корпускулярную природу электромагнитного излучения, и его можно рассматривать как столкновение между протоном и электроном, которое приводит к потере энергии и увеличению длины волны рентгеновского излучения в соответствии с законами сохранения энергии и количества движения. С счастью, неупругое рассеяние играет незначительную роль для таких длин волн, как CuKcv (l,54i8 А) или МоКа (0,7107 А), которые широко используются в рентгеновских экспериментах. Этот эффект, тем не менее, приводит к относительно высокому фоновому сигналу рассеяния. В процессе упругого (когерентного) рассеяния ускоренные электроны приводят к возникновению рассеянного излучения, испускаемого во всех направлениях.

□ Упорядоченная внутренняя структура атомов (молекул) в кристаллах выполняет роль дифракционной решетки для рентгеновского излучения.

Для аморфных материалов или жидких образцов с очень малой степенью внутренней упорядоченности (лишь в диапазоне нескольких атомов или молекул) интерференционные эффекты между волновыми фронтами от соседних атомов приводят к непрерывной дифракционной картине, имеющей лишь ограниченное применение. Кристаллы с их упорядоченной структурой дальнего по-

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию