Изучение - твердое тело
Cтраница 3
Для исследования структуры кристаллов применяют также электронографию. Поскольку электроны задерживаются веществом значительно сильнее, чем рентгеновские лучи, при электроно-графическом изучении твердых тел исследуют прохождение электронов через очень тонкие слои вещества, или изучают дифракцию электронов при отражении их от поверхности. Последний метод ценен тем, что он дает возможность определять структуру тонких поверхностных слоев, например покрывающих металлы пленок оксидов, нитридов и других соединений. [31]
Джонсон [25] применил к металлическим кластерам la - метод, являющийся квантово-механическим способом расчета, первоначально разработанным для изучения полиатомных твердых тел и молекул. Он позволяет точно рассчитывать основные и возбужденные электронные состояния в полиатомных кластерах как функцию размера кластера, состава, геометрии и среды. Его главное преимущество заключается в том, что он требует только умеренных затрат машинного времени по сравнению с другими операциями аппроксимации. [32]
Угол д называется углом нутации, он изменяется ( при постоянстве остальных двух углов), если вращается подвижная система вокруг линии узлов. Наименования эйлеровых углов происходят от наименований простейших движений волчка, представляющего один из важнейших случаев применения механики к изучению твердого тела. [33]
Однако вскоре выяснилось, что двумерные методы можно с успехом применять для изучения больших молекул, имеющих сложный спектр, для исследования систем, в которых происходят процессы сложного обмена между многими состояниями и кросс-релаксации, а также для изучения твердых тел при наличии неоднородного уширения. [34]
Большинство известных простых и сложных веществ в обычных условиях представляют собой твердые тела. Одной из важнейших задач современной неорганической химии является исследование свойств твердых тел в зависимости от их состава и структуры. Изучение твердых тел, которое интенсивно развивается в течение последних десятилетий и обусловлено растущими потребностями различных областей новой техники, Заставляет с новых позиций подойти к пониманию фундаментальных законов общей химии ( представления о валентности, стехио-метрические законы и др.) - Успехи химии металлов, химии полупроводников и вообще химии твердого состояния оказывают в настоящее время определяющее влияние на развитие-химической науки в целом и неорганической химии в частности. [35]
 |
Фотоэлектронный спектрометр с задерживающим полем.| Вид фотоэлектронных спектров, полученных на приборах с задерживающим полем. [36] |
В качестве объектов исследования обычно используются газы. В настоящее время наряду с исследованием высокотемпературных газов изучаются также промежуточные продукты реакций и радикалы. Число работ по изучению твердых тел сравнительно невелико ( гл. А) поверхностного слоя твердого тела, поэтому необходим высокий вакуум и особая очистка поверхности образца. [37]
При изучении свойств кристаллов приходится использовать знание химии и физики в сочетании с технически совершенным оборудованием, необходимым для выполнения экспериментальных исследований. Химический и физический аспекты изучения твердого тела взаимно связаны не только потому, что физические измерения имеет смысл проводить только для химически точно определенных систем, но и потому, что часто физические свойства кристаллов тесно связаны с происходящими в них химическими процессами, и наоборот. Очевидно, что для успешного развития науки о твердом состоянии необходимы хорошо скоординированные совместные усилия химии и физики. [38]
Уже в пятидесятые годы был накоплен обширный экспериментальный материал по первым потенциалам ионизации молекул, однако потенциалы ионизации более глубоких валентных электронных уровней даже для простейших соединений за единичными исключениями были неизвестны. К настоящему времени исследованы сотни соединений в газообразном состоянии и начато изучение твердых тел с помощью фотоэлектронного метода. Весьма эффективным для измерения энергий ионизации валентных и внутренних уровней в газах и твердых телах оказался рентгеноэлектронный метод, также оформившийся к концу шестидесятых годов. С середины шестидесятых годов началось применение рентгеновской спектроскопии для определения энергии валентных уровней свободных молекул и характера их волновых функций и заметно возрос объем рентгеноспектральных исследований электронной структуры твердых тел. [39]
Агрегатная форма вещества, подвергающегося измерениям, имеет первостепенное значение в любой работе по твердому состоянию. Органические вещества по сравнению с неорганическими открывают больше возможностей для исследования этой проблемы. Поэтому здесь проявлено меньше стремления к экспериментированию на монокристаллах, чем в работах по изучению неорганических твердых тел. Мягкость органических веществ позволяет легко прессовать из них таблетки, легкость возгонки при умеренных температурах дает возможность работать с напыленными пленками и сублимированными хлопьями, а хорошая растворимость обеспечивает измерения на осажденных из раствора пленках и на кристаллах, выращенных из раствора. И только сравнительно немногочисленные исследования проведены с большими кристаллами, выращенными из расплава. [40]
Возникновение анизотропии в электрическом поле было обнаружено Керром в 1875 г. и с тех пор широко используется в технике эксперимента. В настоящее время явление Керра хорошо исследовано как экспериментально, так и теоретически. Это оказалось возможным благодаря тому, что эффект наблюдается в веществах, находящихся в жидком и даже газообразном состоянии, а их изучение несравненно проще изучения твердого тела. Между двумя скрещенными поляризаторами PI и РЧ располагают плоский конденсатор. Между пластинами конденсатора помещают кювету с жидким нитробензолом - веществом, в котором изучаемый эффект весьма велик. При включении напряжения происходит поляризация молекул нитробензола и их выстраивание. Так создается анизотропия вещества с преимущественным направлением ( оптической осью квазикристалла) вдоль вектора напряженности электрического поля. Так же как и при механической деформации, излучение становится эллиптически поляризованным и частично проходит через второй поляризатор, скрещенный с первым, т.е. установленный так, чтобы не пропускать линейно поляризованный свет. [41]
В нескольких последующих параграфах будут сделаны некоторые качественные заключения, касающиеся изучения свойств электропроводности. Для некоторых полупроводников, например для пятиокиси ванадия, которая является типичным катализатором окисления, было показано, что она имеет тенденцию удерживать или концентрировать проводящие электроны вблизи поверхности. В некоторых случаях было найдено, что уровни энергии электронов у поверхности могут возрастать или зависеть от присутствия инородных атомов в поверхностной фазе. Таким образом, примесж имеют тенденцию накапливаться в менее упорядоченной пограничной фазе и не нарушать правильного строения кристаллической решетки. Поэтому изучение твердых тел показало, что поверхность имеет свойства, значительно отличающиеся от свойств всего объема фазы. Это находится в соответствии с высказывавшимся ранее взглядом на природу катализатора, а именно, что поверхность твердого тела характеризуется специфическими особенностями и обладает активностью в каталитических реакциях. [42]
Теория циклотронного резонансного поглощения элементарна и для свободных частиц восходит к Друде, Фогту и Лорентцу. Идея о возможности опытов по циклотронному резонансу в твердых телах была предложена независимо рядом исследователей. В 1951 г. Дорфман [1] высказал предположение о возможном применении циклотронного резонанса к исследованиям в твердых телах. Независимо и одновременно Дингл [2] опубликовал работу по квантовой теории циклотронного резонанса свободных частиц, в которой также обсудил возможное применение к изучению твердых тел. [43]
Эффект интерференции, вызываемой электронами, впервые был обнаружен Девисоном и Кунсманом, изучавшими в 1921 г. рассеивание электронов поликрпсталлической поверхностью никеля. Однако наблюдавшееся явление не нашло объяснения, поскольку гипотеза о волновой природе электрона была высказана только в 1924 году. Девпсона и Джермера по диффракции электронов монокристаллом никеля уже упоминались в гл. Помимо исследований, имевших целью проверку уравнения де - Брольи или изучение физической природы взаимодействия электронов с веществом, работы по электронной диф-фракцни распадаются на три группы: изучение твердых тел, изучение газов с помощью медленных электронов ( например, с энергией, менее 1000 вольт) и изучение газов с помощью быстрых электронов. [44]
Круукшанк [9] рассмотрел условия, при которых можно с: уверенностью утверждать, что измеренная разность длин двух связей, равная 0 01 А, соответствует действительной разности. По-видимому, необходимые условия могут быть достигнуты для многих гетероциклических соединений: почти с такой точностью было проведено изучение дикетопиперазина. Конечно, стандартные отклонения, приводимые в рентгенографических исследованиях, вычисляются только на основании сходимости результатов, но иногда можно провести сравнение с данными, полученными другими дифракционными методами. Кристаллическая структура дикетопиперазина была изучена электронографически [29]; полученные таким образом длины связей отличаются от приведенных на схеме ( стр. При использовании электронографии для такого изучения твердых тел необходимо преодолеть значительные экспериментальные трудности; между тем результаты, полученные этим методом, по-видимому, ошибочны. Нейтронографически гетероциклические соединения совсем или почти не исследовались, но в тех случаях, когда одно и то же вещество исследовалось и рентгенографически и нейтронографически, координаты атомов ОТ личались лишь на величины, близкие к ожидаемым на основании вычисленных стандартных отклонений. Нейтронография представ ляет собой несколько более надежный и точный способ локализа ции атомов водорода. [45]
Страницы: 1 2 3