问：
测定晶体结构的方法
答：
测定晶体结构的主要方法有:
1. X射线晶体学。这是最重要和最常用的方法。其原理是利用X射线与晶格平面之间的衍射现象来推导晶体的晶胞参数和原子坐标。需要制备高质量的单晶样本,然后测量不同晶面上的衍射角度和衍射强度,通过反演计算可以得到晶体的晶胞参数、空间群和原子坐标。
2. 中子测量法。这种方法利用中子与原子核之间的散射现象来探测晶体结构。可以得到更加准确的原子坐标,特别适用于测定含氢等轻元素的晶体。但是需要中子源,设备复杂。
3. 电子衍射法。利用电子与晶体之间的衍射现象来测定晶体结构。由于电子的波长短,故可以得到更高的空间分辨率。但是电子在与样品相互作用时会损毁样品,且需要高真空环境,实验条件苛刻。主要用于测定表面和界面结构。
4. 扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)。这两种方法可以直接观察晶面上原子的排列,从而确定晶体结构。但是只能用于少数可在实验室制备高质量单晶面样本的材料,且原子排列图谱复杂, interpreting比较困难。
5. 理论计算方法。如密度泛函理论可以通过计算机模拟晶体的总能量和原子间相互作用来预测稳定的晶体结构。但理论方法依赖与计算机算力和理论模型,不如实验方法直接和准确。通常与实验方法结合使用。
以上是常用的测定晶体结构的主要方法。总的来说,X射线晶体学方法是最重要和最广泛使用的技术。其他方法在某些情况下也有其应用价值。