Studio della forma di riga del K3C60 - Dipartimento di Fisica e ...

3.8. XRD da Polveri 63
3.8 XRD da Polveri
Durante questo lavoro la tecnica di Diffrazione di Raggi X su Polveri è stata costantemente
impiegata come strumento di controllo su ogni prodotto di reazione; inoltre è stato iniziato
uno studio strutturale dei composti ottenuti che verrà esposto nel capitolo successivo. In
questo paragrafo descriverò brevemente, ed in modo qualitativo, la tecnica della Diffrazione
a Raggi X. Il fenomeno di diffrazione dei raggi X ad opera di cristalli singoli o ad opera di
aggregati policristallini (polveri) deriva da un processo di interazione tra la radiazione elettro-
magnetica e la materia. Ogni elettrone di ogni atomo diventa un centro diffusore secondario
di raggi X della stessa λ del fascio incidente (diffusione elastica), questo avviene perchè la
λ dei raggi X è dello stesso ordine di grandezza delle distanze interatomiche e periodicità
tipiche della struttura cristallina. L’interferenza tra le onde diffratte da ogni elettrone ri-
sulta costruttiva solo nelle direzioni in cui le onde diffuse da tutti gli atomi appartenenti
ad uno stesso reticolo cristallino sono in coincidenza di fase. Le condizioni geometriche che
garantiscono l’interferenza costruttiva sono state espresse per la prima volta da Bragg:
λ = 2d sin θ (8)
dove λ è la lunghezza d’onda della radiazione incidente, d è la distanza tra i piani cristallini
e θ è l’angolo d’incidenza della radiazione. La risultante figura di diffrazione, nel caso di XRD
da polveri, (figura 60) comprende le posizioni e le intensità dei picchi.
Questi parametri sono una proprietà fisica fondamentale dell’aggregato policristallino
perchè ne permettono un’univoca identificazione ed una completa interpretazione struttu-
rale. Infatti l’analisi della posizione dei picchi, mediante il procedimento di Indicizzazione,
permette di dedurre la Simmetria e le Dimensioni della Cella Elementare del composto.
L’Indicizzazione di uno spettro XRD da polveri non è un procedimento facile ed automatico,
sebbene esso si avvalga di algoritmi di calcolo computerizzati, infatti richiede una notevole
esperienza da parte dell’operatore e la conoscenza chimico/strutturale della classi di sistemi
studiati. A titolo informativo, gli algoritmi di calcolo per indicizzazione più comuni sono:
TREOR [3,59], DICVOL [8], ITO [56]; questi sono implementati in diversi pacchetti soft-
ware per l’analisi di dati XRD e generalmente presentano limiti, dovuti alle scelte concettuali
di chi li ha messi a punto, che possono essere superati da strategie operative che prevedo-
no l’uso in sinergia di questi algoritmi. La deduzione dei parametri reticolari permette di
applicare metodi di WPPF (Whole Powder Pattern Fitting), anch’essi basati su algoritmi
matematici, per l’estrazione dell’ Intensità dei picchi e la determinazione del Gruppo Spaziale.
L’algoritmo più usato per compiere questa operazione è quello di Le Bail [27] che mediante
processi iterativi di ripartizione delle intensità e raffinamenti successivi dei parametri stru-
mentali, e di cella, permette la corretta assegnazione delle intensità dei picchi. L’estrazione