Skript zum Fortgeschrittenen-Praktikum Durchführung einer Einkristall

247.1 EinführungDie mit einem Diffraktometers gemessenen Beugungsintensitäten sind in der Regel auf Grund vonAbsorptionseffekten noch fehlerhaft. Dies rührt daher, daß die Strecken die der Röntgenstrahl für jedengemessenen Reflex durch den Kristall zurücklegt, auf Grund des meist anisotropen Kristallformatesunterschiedlich sind. Die Intensität des gebeugten Röntgenstrahles wird daher unterschiedlichgeschwächt (Abb. 7.1). Nur bei einem ideal kugelförmigen Kristall oder einer Verbindung mit einemextrem kleinem Absorptionskoeffizienten können diese Effekte vernachlässigt werden.Kurze Strecke durch den KristallWenig Absorption(010)0.06 mmLange Strecke durch den KristallViel Absorption0.6 mm(100)(001)1 mmAbb. 8.1:Links: Unterschiedliche Absorption des Röntgenstrahls auf Grund unterschiedlicherWegstrecken des Röntgenstrahls durch den Kristall. Rechts: Indizierung der an einemKristall auftretenden Flächen.Zur Absorptionskorrektur stehen im Prinzip unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Das mitAbstand genaueste Verfahren ist eine flächenindizierte Absorptionskorrektur, die voraussetzt, daß dieIndizes der am Kristall auftretenden Flächen sowie der Abstand dieser Flächen voneinander (Kristallformatund Größe) bekannt sind. Dann kann ein Programm die effektiven Durchstrahllängen für jedeneinzelnen Reflex berechnen und mit Hilfe des Absorptionskoeffizienten die effektive Schwächungjedes einzelnen Beugungsreflexes ermitteln und somit deren Intensität für Absorption korrigieren(Abb. 7.1). Da die meisten untersuchten Kristalle eine sehr unregelmäßige Form mit sehr schwer zuindizierenden Flächen aufweisen, und die Größe meist nur sehr ungenau bestimmt werden kann,können die Flächen und die Kristallgröße mit einer Rechenroutine optimiert werden. Genau dies Verfahrenwird im vorliegendem Beispiel verwendet. Als Startwerte für die Kristallgestalt sowie die ausgebildetenFlächen dienen ideale Polyeder, wie beispielsweise der Dodekaeder oder Würfel, vondenen das Programm mehrere zur Verfügung stellt. Bei einer Absorptionskorrektur empfiehlt es sichimmer mehrere mögliche Polyeder als Startwerte zu verwenden, in ihrem Beispiel wird aus Zeitgründenjedoch nur einer dieser Polyeder verwendet. Das Programm XSHAPE verfügt im Prinzip übermehrere Optimierungsroutinen. Die Korrektur kann beispielsweise über symmetrie-äquivalenteReflexe erfolgen. Im Falle kugelförmiger oder sehr schwach absorbierender Verbindungen solltendiese ja eine identische Intensität aufweisen. Ist das Kristallformat stark anisotrop, treten zwischendiesen Intensitätsunterschiede auf. Genau diese Unterschiede werden für eine Korrektur ausgenutzt.Die Kristallgestalt wird vom Programm so lange optimiert, bis die in einem bestimmten Kristallsystemsymmetrie-äquivalenten Reflexe eine nahezu identische Intensität aufweisen. Dies wird quantitativ