Krystalová strukturní analýza

Sylabus

Přednáška je určena pro studenty magisterského studia.

Symetrie: operace symetrie, prvky symetrie, grupy bodové a prostorové, translační grupa, mříž, buňky, krystalové soustavy, ideální krystal, symboly bodových a prostorových grup, soustava souřadnic, transformace base a souřadnic, operátory symetrie a jejich maticová representace, metrický tensor, Mezinárodní krystalografické tabulky.

Útvary definované v mříži: roviny, směry; mezirovinné vzdálenosti, reciproká mříž.

Zdroje a typy záření ve strukturní analyse, monochromatizace, registrace záření.

Interakce RTG s hmotou, fluorescence, emise, rozptyl.

Geometrické podmínky difrakce, Laueho rovnice, Braggova rovnice, Ewaldova konstrukce.

Základní difrakční experimenty:monokrystalické metody: Laueho, Weissenbergova, precesní, polykrystalické metody: Debye-Scherrerova, difraktometry; indexování polykrystalických snímků.

Kinematická teorie difrakce: rozptyl na elektronu, atomu, atomový faktor, strukturní faktor, rozptyl na malém krystalu, interferenční funkce, integrální intensita, korekce: LP-faktor, absorpce, extinkce, teplotní pohyb.

Vlastnosti strukturního faktoru, vztah mezi elektronovou hustotou a strukturním faktorem, symetrie difrakčního obrazu, Fourierské metody.

Stanovení krystalové struktury,

řešení fázového problému, metoda těžkého atomu, izomorfní záměny, anomálního rozptylu, přímé metody mapy elektronové hustoty, diferenční Fourierská syntéza upřesňování strukturních parametr v reálném prostoru, v reciprokém prostoru, metoda nejmenších čtverců

Dynamická teorie difrakce, mozaikový krystal, dokonalý krystal, totální odraz, intensita difrakce, stojaté vlny, anomální absorpce, poruchy na téměř dokonalých krystalech, topograficke metody.

Struktura polykrystalických vzorků: indexace, Rietveldova metoda, velikost částic, textura, kvalitativní, kvantitativní analysa.

Krystalografické database: CSD, ICSD, PDF.

Krystalové struktury bílkovin.

Aperiodické krystaly: modulované, kompositní, kvazikrystaly.

Obsah publikací o krystalové struktuře malých molekul.

Fyzikální vlastnosti krystalů; poruchy.

Využití krystalografických databází.

Anotace

Náplní přednášky jsou základy rentgenové strukturní analýzy krystalů. Po jejím vyslechnutí by měl být posluchač schopen samostatně zpracovávat výsledky této metody a mít teoretické základy pro práci v oboru strukturní analýzy.

Přednášky jsou doplněny cvičením a pokrývají následující témata: symetrie krystalů, kinematická teorie difrakce, experimentální techniky v práškové a monokrystalové difrakci, řešení krystalových struktur malých molekul, kvalitativní a kvantitativní fázová analýza, krystalografické databáze, aperiodické krystaly, vybrané fyzikální vlastnosti krystalů.