Kiteiden röntgentutkimus

Kiteiden röntgentutkimus.

Varmin ja tarkin tapa tunnistaa ja tunnistaa mineraalit, erityisesti niiden sisäinen rakenne, on röntgenmenetelmien käyttö, ts.. koostuu röntgensäteiden kuljettamisesta testatun kiteen läpi. Nämä säteet löydettiin v 1895 r. W. Roentgen, mikä antoi heille nimen röntgensäteet. Joissain maissa, varsinkin anglosaksi, tätä nimeä käytetään edelleen tänään, toisissa käytetään termiä röntgenkuvat tai röntgensäteet. Näkymättömät röntgensäteet, aivan kuten optinen säteily, eli valo, se on sähkömagneettista säteilyä. Se eroaa näkyvästä valosta vähemmän 1000 kertaa aallonpituus, ja siksi suuremmalla oivalluksella, koska se voi kulkea paksujen kehon kerrosten läpi, jotka ovat läpinäkymättömiä valolle. Aineen kulkiessa röntgensäteet imeytyvät ja hajaantuvat ja aiheuttavat erityyppisiä ilmiöitä, esimerkiksi.. valokuvaelokuvan tummuminen, jota käytetään mittaustulosten kirjaamiseen näillä säteillä.

Röntgensäteiden tuottamiseen käytetään jatkuvasti parannettuja ja teknisesti täydellisiä laitteita. Niiden olennaiset komponentit ovat röntgenputki ja suurjännitegeneraattori. Röntgensäteet syntyvät pommittamalla röntgenputken anodia katodin lähettämillä elektroneilla. Katodi on hehkuva spiraali, joka on elektronien lähde. Anodi on valmistettu tällaisista metalleista, kuten volframi, kupari-, koboltti, rauta tai kromi. Pommitusten vaikutuksesta suurnopeuksisilla elektronisilla ammuksilla, jotka heille välitetään suurjännitteellä, anodista itsestään tulee uuden säteilyn lähde - röntgensäteet.

W 1912 r. Saksalainen fyysikko M.. Laue totesi, että koska kiteillä on verkkorakenne, ja röntgensäteet ovat sähkömagneettisia aaltoja, joiden pituus on samanlainen kuin kideverkon atomien välinen etäisyys, kun ne kulkevat kiteen läpi, näiden aaltojen tulisi olla taipuneet sen hilan atomeihin. Laue ja hänen oppilaansa todistivat kokeellisesti tämän näkemyksen pätevyyden. He kuljettivat röntgensäteilykeilan kiteen läpi ja saivat kuvan sen ulkopuolelle sijoitetulle valokuvalevylle, kutsutaan röntgenkuvaksi, todistamalla säteen säteen taipumisesta. Tämä koe vahvisti kiteen hilarakenteen ja röntgensäteiden sähkömagneettisen luonteen. Mineraalien röntgenkuvaaminen mahdollisti suoran tutkimuksen niiden sisäisestä rakenteesta.

Röntgenkiteet, jotka on saatu Laue-menetelmällä: timantti, b - rubinu, c - krysoberyyli, d - kvartsi, e - berylu
Kvartsiröntgen (vuorikristalli) saadaan pyörivällä kide- menetelmällä. Röntgensäteet, jotka on saatu jauhemenetelmällä.

Röntgenkuvan keskellä on taivuttamattomista säteistä peräisin oleva tahra. Pienemmät pisteet on ryhmitelty sen ympärille, ovat jälkiä taivutussäteistä atomista, jotka muodostavat hilan. Näiden pisteiden järjestely liittyy läheisesti ylivalottuneen kiteen symmetriaan. Tämä ilmiö esiintyy selvimmin, kun röntgensäteitä lähetetään kristallografisen symmetrian akselin suuntaan - pistejärjestelmän perusteella sen moninaisuus voidaan tunnistaa.

Mineraalien röntgentutkimukset voidaan suorittaa useilla menetelmillä. Käytetystä menetelmästä riippuen saadaan erilaisia ​​röntgenkuvia. Menetelmät ovat tärkeimpiä: Lauego, pyörivä kide- ja jauhemaalaus.

Cast-menetelmässä yksittäinen kide on kiinnitetty paikoilleen (yksikiteinen) röntgensäteilyllä. Kidehilassa primäärisäteen säteet taivutetaan tiettyihin suuntiin. Diffraktoitujen säteiden säteet tallennetaan röntgenkalvolle, kohtisuorassa ensisijaisen säteen suuntaan. Saatu röntgenkuvio kertoo kiteen symmetrisestä suunnasta, jossa kide altistettiin ensisijaiselle säteelle.

Pyörivällä kidemenetelmällä testikiteitä pyöritetään röntgensäteeseen kohtisuoran akselin ympäri. Saadussa röntgenkuvassa diffraktoitujen säteiden säteiden aiheuttama emulsion mustuminen on järjestetty pitkin kerrosta. Tekemällä kolme röntgenkuvaa kolmessa kristallografisessa suunnassa on mahdollista määrittää hilavakiot a ääriviivojen välisestä etäisyydestä., b, c.

Jauhemenetelmä koostuu erittäin hienojen hiukkasten röntgensäteilystä, satunnaisesti järjestetyt jauhemaisen mineraalin jyvät. Röntgenjauhekuvio antaa yleiskuvan hilakiteen ristikon diffraktoiduista säteistä peräkkäin kasvavissa kulmissa. Jauhemenetelmä mahdollistaa monia erilaisia ​​mineraalitutkimuksia, mm. niiden tunnistaminen ja verkon vakioiden määrittäminen.

Sen jälkeen kun löydettiin mahdollisuus käyttää röntgensäteitä sisäisen rakenteen tutkimiseen, kristallografia on edennyt valtavasti. Röntgentutkimusten avulla kiteiden sisäinen rakenne saatiin yhdistämään niiden fysikaalisiin ominaisuuksiin ja kemialliseen koostumukseen. He vahvistivat myös aikaisemmat teoriat hilasta ja avaruus symmetriatyypeistä atomien jakautumisessa. Tämä mahdollisti tarkan mineraalin määrittämisen moniin ryhmiin, ionien oikea jakautuminen (kationit ja anionit) kemialliseen valenssiin liittyvät sähköstaattiset voimat. Tämän tutkimuksen ansiosta oli mahdollista luoda tarkempia kemiallisia kaavoja monille monimutkaisille yhdisteille, mikä puolestaan ​​mahdollisti mineraalien järkevän luokittelun. Tämä pätee erityisesti silikaatteihin, mineraalien yleisin ryhmä.

Vahvistus verkkoteorian röntgenmenetelmillä; kiteistä on tullut niiden rakenteen nykyaikaisen röntgenanalyysin perusta. Tämän alan saavutuksista tuli uuden mielenkiintoisen tieteen - kristallikemian - perusta; on suhde mineraalien rakenteen ja niiden kemiallisen koostumuksen välillä.

Röntgenmenetelmien käyttö mahdollistaa jalokivien tunnistamisen, kun muut menetelmät epäonnistuvat, kemiallisia analyyseja ei voida käyttää ymmärrettävistä syistä. Näitä menetelmiä käytetään erityisesti erottamaan luonnonkivet ja synteettiset kivet, jotka ovat yhä täydellisempiä ja joista tulee vakava kilpailija luonnonkiville. Timantti voidaan helposti erottaa röntgenmenetelmillä useista jäljitelmistä, joiden määrä on kasvanut viime aikoina (synteettiset kivet).