ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рассеяние рентгеновских лучей в одноатомных жидкостях из "Введение в молекулярную теорию растворов" Рассеяние рентгеновских лучей в газах и кристаллах. Исследование рассеяния рентгеновских лучей сводится главным образом к определению интенсивности рассеяния / в зависимости от угла рассеяния Э-. Зависимость / от для газов, жидкостей и твердых тел оказывается различной. Наиболее четкие и сравнительно легко объяснимые результаты получаются при изучении рассеяния в одноатомных телах (элементах). Поэтому мы прежде всего обратимся к рентгенографии элементов и начнем с описания результатов, полученных для аргона, структура которого экспериментально и теоретически изучена полнее, чем у многих других элементов. [c.114] Сплошная кривая рассчитана теоретически на основе предположения о полной независимости движения атомов газообразного аргона друг от друга. Кружками обозначены экспериментальные точки [8]. Теория прекрасно согласуется с экспериментом, что подтверждает правильность представления о независимом, хаотическом движении атомов в газах при небольших давлениях. [c.115] Совершенно иная картина наблюдается при рассеянии рентгеновских лучей в кристаллическом твердом аргоне. Вместо плавной кривой в этом случае появляются узкие пики, отделенные друг от друга промежутками, в которых интенсивность когерентного рассеяния спадает до нуля. [c.115] Такой характер рассеяния, как показывает теоретический анализ, есть следствие упорядоченного расположения атомов аргона в узлах пространственной решетки. [c.115] По расположению пиков можпо установить взаимное расположение атомов аргона в кристаллах. Таким путем было найдено, что в кристаллах инертных газов распределение атомов соответствует гексагональной плотной упаковке с координационным числом 2=12. Гексагональная плотная упаковка наблюдается также в кристаллах ртути, бериллия, магния и ряда других веществ. [c.115] Рассеяние в жидком аргоне. Посмотрим теперь, к каким результатам приводят исследования жидкого аргона. Мы будем основываться на работах Эйзенштейна и Гингрича [9], который измерили рентгенограммы аргона в широком интервале темпер ратур и давлений от тройной точки до закритической области. [c.115] Цифрами 1-26 обозначены те значения Р и Т, при которых производились измерения рассеяния рентгеновских лучей Эйзенштейном и Гингричем. [c.116] На рис. 10 приведены кривые 1, 2, 4, 5 ш 6, соответствующие жидкому аргону при давлениях, близких к давлениям насыщенных паров (т. е. вблизи точек кипения). [c.117] Во всех случаях зависимость интенсивности рассеяния от угла рассеяния последовательно проходит через ряд максимумов, высота которых постепенно уменьшается с ростом Наиболее резко выражен первый или главны11 максимум. [c.117] По мерс уве.т1ичения угла интенсивность рассеяния все более приближается к интенсивности рассеяния независимыми атомами аргона. При больших углах обе кривые сливаются. [c.117] Рентгенографическое исследование жидкого гелия, ксенона, азота, кислорода, ртути, лития, калия, натрия, цинка, висмута, олова, воды, спиртов, эфира, изопентана [10, 11, 12] и многих других веществ приводит к аналогичным заключениям. Кривые 1—6 (рис. 10), полученные для аргона, являются типичными кривыми зависимости 4 от для жидкого состояния. [c.118] уже чисто качественное рассмотрение кривых рассеяния рентгеновских лучей в жидкостях и сравнение их с кривой независимого рассеяния приводят к выводу о наличии в жидкостях стремления атомов или молекул, расположенных близко друг к другу, к упорядоченному расположению (стремления к ближнему порядку). Следовательно, структура жидкостей отличается от структуры газов наличием известной упорядоченности при малых расстояниях между частицами (атомами, молекулами или ионами). [c.118] Структура жидкостей отличается от стрл-ктуры кристаллов отсутствием дальнего порядка и значительными нарушениями упорядоченности в расположении даже тех молекул, которые близки друг к другу (интенсивность между максимумами, как правило, не спадает до нуля). [c.118] Прежде чем обратиться к результатам теоретического анализа рентгенограмм жидкостей, рассмотрим экспериментальные данные по рентгенографии жидкостей, которые проливают свет на изменения структуры при переходе от жидкости к газу. [c.118] Этот эффект, как мы увидим далее, связан с ростом флюктуаций плотности. [c.119] 12 изображены кривые /,, полученные для газообразного аргона при температуре 144,1° К, т. е. ниже температуры критической точки. Эти кривые показывают, как по мере увеличения плотности газа возникает и растет тенденция к появлению некоторых преимущественных расстояний между атомами. В принципе та же закономерность наблюдается и при температурах выше критической. [c.119] рентгенографическое исследование жидкого и газообразного аргона дает ценные сведения об изменении структуры аргона в зависимости от температуры и давления. [c.120] Первые отк.тхонения от хаотического распределения атомов аргона обнаруживаются в газообразной фазе при удельном объеме, в 15 раз превышающем критический объем (см. кривую 11 на рис. 11). Уже при таком, сравнительно большом удельном объеме начинают появляться некоторые преимущественные расстояния между атомами аргона. С увеличением давления и, соответственно, уменьшением удельного объема тенденция к упорядоченному распределению проявляется все более и болое отчетливо. В жидкой ф)азе эта тенденция повсюду выражена значительно резче, чем в газообразной фазе. В закритической области при высоких давлениях стремление к ближнему порядку проявляется с большой силой и скачок между жидкостью и газом постепенно сглаживается. [c.120] Теория рассеяния рентгеновских лучей в жидкостях. Результаты рентгенографического исследования других жидко-стей не противоречат изложенным здесь качественным выводам [12]. [c.120] При оценке экспериментальных данных важную роль играют выводы теории рассеяния рентгеновских лучей в жидкостях. Поэтому, прежде чем перейти к изложению других исследований ио рентгенографии жидкостей, мы приведем основные положения теории. [c.120] Вернуться к основной статье