11.4. Дифрактометрический метод анализа

Взаимодействие между твердым телом и излучением

Дифрактометрические или дифракционные методы подходят для исследования структуры твердых тел. Они позволяют также выяснить структуру у макромолекулярных веществ (например, ДНК) или у сплавов металлов.

Вид дифракции

Цель метода

Дифракция рентгеновых лучей

Определение решетки кристаллов,

определение электронной плотности

Дифракция электронов

Исследование поверхностных явлений

Кристаллы помещают в рентгеновское излучение с определенной длиной волны, на пленке возникает дифрактограмма. Если длина волны излучения находится в пределах расстояний между плоскостями решетки кристалла, то искаженные на плоскостях решетки лучи покажут разность хода, которая благодаря интерференции приводит к усилению или затуханию.

Монокристаллы исследуются методом Лауэ, поликристаллы – методом Дебая-Шеррера; нерегулярное распределение небольших кристаллов ведет к одновременной дифракции на многих плоскостях.

Дифрактограмма порошка золота

(кубическая решетка), полученная

по методу Дебая-Шеррера

Дифракция рентгеновых лучей основывается на взаимодействии их с электронами кристалла, интенсивность линий и точек позволяет делать выводы о распределении электронной плотности в решетке. Электронная плотность между узлами равна нулю в ионной решетке (NaCl) и достигает значения электронной пары в атомной решетке (например, алмаза). Метод позволяет определять степень полярности связи, расстояния между атомами и валентные углы, выяснять строение даже больших молекул типа витамина В₁₂.

Экохимия (химия окружающей среды)

Экологическая часть химии; предметом исследований является воздействие веществ на окружающую среду: происхождение и поступление веществ, распределение веществ в воздухе, воде, земной коре или экосистемах, круговорот и разложение веществ.

Главные виды загрязнений, влияющих на естественную окружающую среду:

Отходы

Бытовые отбросы, производственные отходы, очистные шламы,

промышленные побочные продукты

Отработанные газы

Дым, ядовитые газы, выхлопные газы автомобилей, отработанный воздух технических установок

Сточные воды

Бытовые сточные воды, хозяйственные и промышленные сточные воды

Химикаты

Вещества с высокой стойкостью, например пестициды, тяжелые металлы, полиэтилен

Пыль, дым

Сажа, летучая зола

Меры по охране окружающей среды: предупредительные, репрессивные и восстанавливающие.

Действия по защите окружающей среды: охрана природы и забота о ландшафтах, охрана водных бассейнов, сохранение чистоты воздуха (его защита от вредного воздействия), охрана пахотной земли, удаление и захоронение отходов, защита от облучения.

Задачи охраны окружающей среды

Наблюдения и их интерпретация

Нарушение озонового слоя над Антарктикой, антропогенный парниковый эффект

Анализ данных

Установление предельных значений, определение совместимости с окружающей средой

Осуществление мероприятий

Прекращение либо ограничение производства асбеста, ДДТ, дифенилов, фторхлоруглеродов