Файл: Гласкер, Дж. Анализ кристаллической структуры.pdf

CRYSTAL STRUCTURE

ANALYSIS: A PRIMER

и«учью-то^"'.Ичная

библиотека';1'®0^'"' _3K3EMnjlf7p

- d ^ ^ - o r n ) ЗАЛА

Jenny Pickworth Glusker

The Institute for Cancer Research — Fox Chase,

Philadelphia

Kennelli N. Trueblood

University of California

NEW YORK

OXFORD UNIVERSITY PRESS

LONDON 1972 TORONTO

ДЖ. ГЛАСКЕР, К. ТРУБЛАД

АНАЛИЗ

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ

СТРУКТУРЫ

Перевод д, английского доктора физ.-мат. наук В. Г. Дантевского

Издательство «Мир» Москва 1974

Книга представляет собой краткое введение в рент­ геноструктурный анализ монокристаллов. По уровню и

(«Мир», 1970). Несмотря на то, что книга написана весьма лаконично, она содержит практически все сведе­ ния, необходимые для понимания роли и возможностей рентгеноструктурного анализа. Примеров расшифровки структур немного, но они очень показательны.

Книга окажет большую помощь студентам и моло­ дым научным работникам — химикам и физикам.

Редакция литературы по химии

20503-079

Г 041 (01)-74 79-74 © Перевод на русский язык, «Мир», 1974,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данная книга, являющаяся кратким введением в

рентгеноструктурный анализ монокристаллов, адресо­ вана студентам — физикам и химикам, а также ис­ следователям, которые, не собираясь стать специали- стами-кристаллографами, просто хотят получить пред­ ставление о принципах, лежащих в основе определе­ ния кристаллической и молекулярной структуры.

В советской литературе имеется немало пособий по рентгеноструктурному анализу, предназначенных как для научных работников, так и для студентов и аспирантов, специализирующихся в этой области. Од­ нако простого, интересного и современного вводного курса, по-видимому, еще нет, если не считать гл. 6—8 в книге П. Уитли «Определение молекулярной струк­ туры» («Мир», 1970). Книга Дж. Гласкер и К. Трублада, несомненно, значительно глубже преподносит основы структурного анализа и в то же время еще достаточно проста, чтобы быть понятной химикам, не имеющим отчетливого представления о рядах Фурье.

Авторы задались целью показать, почему и каким образом молекулярную структуру можно определить из рентгенограммы монокристалла. Для этого они от­ вечают на следующие вопросы: почему необходимо использовать кристаллы, а не жидкости или газы? Почему нужны рентгеновские лучи, а не какое-либо другое излучение? Какие при этом требуются экспе­ риментальные измерения? Каковы этапы определения типичной структуры? Почему анализ часто оказы­ вается столь длительным и сложным и как можно убедиться в правильности найденной структуры? Хотя эта книга написана очень лаконично, она содер­ жит практически все сведения, необходимые для по­ нимания значения и возможностей рентгеноструктурирг<? анализа, Примеров расшифровки структур

Тем, кто обучил нас кристаллографии, и особенно Дороти Хочкин, А. Паттерсону, Дж. Стердиванту, Р, Кори и Шомейкеру, а также памяти АСз (the Advisory Council on College Chemistry)

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

Писать предисловие к переводу нашей книги — большое удовольствие для нас. Оба мы посетили

СССР в 1966 г. и приняли участие в работе VII Меж­ дународного конгресса кристаллографов в Москве, а один из нас (К. Трублад) удостоился чести еще трижды посетить эту страну, включая очень денное и приятное пребывание в лаборатории профессора А. И. Китайгородского в течение двух месяцев в 1965 г. Среди друзей и коллег в те счастливые для нас дни был и наш переводчик д-р В. Г. Дашевский.

Мы предприняли попытку написать введение в

рентгеноструктурный анализ, которое должно оказать пользу не только тем, кто собирается читать более серьезные книги по этой теме, но также и тем, кто просто хочет уяснить основные принципы анализа и понимать (и оценивать) статьи по структурной кри­ сталлографии, которые сейчас публикуются в боль­ шом количестве. В этих статьях приводятся экспери­ ментальные результаты, представляющие интерес для целого ряда дисциплин — химии, биохимии, физики, геологии и других. Мы включили многочисленные ил­ люстрации с подписями, составляющими существен­ ную часть текста, выводы в конце каждой главы, достаточно подробный словарь распространенных тер­ минов, общую аннотированную библиографию и спи­ сок использованных обозначений.

Наша цель заключалась в том, чтобы объяснить, почему и каким образом в результате анализа дифракционных картин, полученных при рассеянии рентгеновских лучей (или нейтронов) на атомах мо­ нокристалла, можно определить полную трехмерную

8 Предисловие авторов к русскому изданию

архитектуру молекулы. Часть I, состоящая из первых четырех глав, касается природы кристаллического состояния, некоторых важных фактов, имеющих отно­ шение к дифракции вообще и особенно к дифракции от кристаллов. Кроме того, в этой части кратко из­ ложены техника и приемы рентгеноструктурного эксперимента. В части II рассмотрены проблемы пре­ образования экспериментальных данных (по направ­ лению и интенсивности дифрагированных пучков) в модель размещения атомов, на которых рассеялись пучки рентгеновских лучей, т. е. проблемы определе­ ния приближенной структуры рассеивающей материи. Часть III касается техники доведения приближенной структуры до той степени точности, которую могут обеспечить экспериментальные данные, а также вклю­ чает краткое описание некоторых дополнительных сведений, которые наряду с полной геометрией струк­ туры можно получить из современного структурного анализа. Большинство математических деталей выне­ сено в приложения.

При написании данной книги большую помощь оказали нам советы многих наших коллег, в частно­ сти Д. Аджея Веко, Елены Берман, Герберта Берн­ стайна, Керол Энн Касчиато, Энн Шомин, Джойс Даргей, Дэвида Айзенберга, Эмилии Мейврик, Уол­ тера Ореховского мл., Джоеля Суссмана и Дэвида Е. Захариаса. Мы благодарны им всем и особенно В. Дашевскому за то, что он взял на себя труд пе­ ревести эту книгу.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

— дополнительный неопре­ деленный знак (•+ или —), используемый при аналитическом опреде­ лении фаз в центро­ симметричной струк­ туре;

а— ширина дифракционной щели;

— амплитуды волн, прону­