单晶X射线衍射实验 - 图文

单晶的定义，晶体结构特征、几何外型特征、光学性质特征等。

2. 单晶的培养

晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长的速率；晶核形成的快就会形成大量微晶，并易出现晶体团聚；生长的速率太快会引起晶体出现缺陷。为了避免这两个问题常需“摸索”和“运气”。

3. 品质好的晶体

应该是透明、没有裂痕、表面干净、有光泽、外形规整、有一定的几何形状、大小合适。单晶分析样品的要求、选择和安装上机的样品尽可能选择呈球形（粒状）的单晶体或晶体碎片，直径大小在0.1-0.7mm，无解理、无裂纹对于测试来说，在溶液里生长的晶体，最好保存在母液中，而不要使溶液完全挥发。

四、单晶衍射测试步骤

单晶分析的操作步骤

? 晶体的获得和晶体的挑选 ? 晶体的选择和安置 ? 样品对中（光学对心）

? 测定初级晶胞参数及定向矩阵（简单扫描，确定是否是单晶） ? 衍射强度数据的收集

? 测定晶胞参数并鉴定物相 （判断数据好坏，测定晶胞数据与基本对称性） ? 收集数据

? 数据的还原、Lp校正、吸收校正 ? 结构的解析与精修

? 结果的解析与表达 (几何数据、结构图等）

五、晶体结构解析方法和步骤

1. SHELXTL主要子程序XPREP，XS，XLS，XP，XCIF的功能

XPREP程序主要用于利用经过还原的衍射数据，确定晶体的空间群、转换晶胞参数和晶系、对衍射数据进行吸收校正、合并不同科晶体的衍射数据、对衍射数据进行统计分析、画出倒易空间图和帕特森截面图、输出其他程序所需的文件等。用于对原始衍射数据进行预处理：当输入晶胞参数后，程序会根据数据的消光规律测定空间群；输入分子式后会产生元素表等，最后产生.PRP、.INS文件，以待往下解结构用。

XS程序是起始套产生程序，即用直接法（TREF）或帕特逊法（PATT）求出起始套，得到.RES文件。

XLS程序主要用于对已有粗结果的数据进行还原及最小二乘修正，用计算的数据Fc与观察的数据Fo作比较，两者愈接近则表示修正得愈好，R因子会下降。

XP程序用于检查XS和XL程序计算结果的图像界面，它把储存计算结果的文字文件code.res转换成直观的图形，并通过proj指令观看结构模型的立体结构，pick指令删除或命名原子，info指令列出原子和残峰的位置和强度，bang指令计算并显示指定的键长键角，pack指令观看堆积结构等。

XCIF程序主要用于产生.CIF文件 2. 晶体结构解析的步骤

3. 结构解析流程：

六、晶体结构和晶体学参数分析

1. 晶体学参数

1）单晶结构分析结果主要由以下参数表达：晶胞参数、原子坐标参数、键长和键角、电子密度和结构振幅等。其中，晶胞参数、原子坐标参数、键长和键角等数据的准确度，通常采用最大可能的偏差值表示。结构振幅的计算值和实验值的偏差，常用偏差因子R表示，R的数值小，表示结构的准确度高，正确的结构模型，经过精细修正，R可达到0.05以下。

（Fo为实测的各面网的结构因子，Fc为对应结构因子

的计算值）

2）精修质量好坏的另一个指标是“拟合优度”（S）：S 值也称为GOOF值

S = [(ΣwΔ)/(m - n)]

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，m为衍射点数目，n为参加精修的参量数目。

如果权重方案合适，结构正确，S值接近于1。

3. 在数据解析完成后，应将.cif文件上传至国际晶体学会（iucr），checkcif检查有误错误。 网址：http://checkcif.iucr.org/

七、晶体结构表达

1. 某化合物得到的晶体结构图

图5 化合物的分子结构图 图6 化合物分子的结构堆积图

2. 键长、键角、晶胞参数等晶体学参数表达 某化合物得到的晶体学数据表