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Über dieses Buch

In anschaulicher Form – unterstützt durch zahlreiche Abbildungen – wird in diesem aktualisierten Lehrbuch in die Methode der Kristallstrukturbestimmung eingeführt. Die kristallographischen Grundlagen und einzelne praktische Schritte der modernen Kristallstrukturbestimmung werden verständlich und nachvollziehbar erklärt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung
Was ist Kristallstrukturanalyse? Größenordnung von interatomaren Abständen und Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung.
Werner Massa

2. Kristallgitter

Zusammenfassung
Definition von Translationsgitter, Elementarzelle und Atomparametern. Einteilung nach der Symmetrie in die 7 Kristallsysteme und 14 Bravaisgitter.
Werner Massa

3. Röntgenbeugung

Zusammenfassung
Wie erzeugt man Röntgenstrahlung? Erklärung des Beugungsvorgangs über die Lauegleichungen und als Reflektion an Netzebenen mit den Millerschen Indices (hkl). Ableitung der Braggschen Gleichung und ihrer quadratischen Formen.
Werner Massa

4. Das reziproke Gitter

Zusammenfassung
Zusammenhang von realem und reziprokem Gitter und Beschreibung des Beugungsvorgangs im reziproken Gitter durch die Ewaldkonstruktion.
Werner Massa

5. Strukturfaktoren

Zusammenfassung
Atomformfaktoren und ihre Abhängigkeit vom Beugungswinkel, Einfluss der thermischen Schwingung und Definition von isotropen und anisotropen Auslenkungsfaktoren. Überlagerung der Streuwellen aller Atome der Struktur zu den Strukturfaktoren F.
Werner Massa

6. Symmetrie in Kristallen

Zusammenfassung
Symmetrie in Kristallen: Einfache und translationshaltige Symmetrieelemente sowie deren Kopplung und Kombination zu den 230 Raumgruppen. Makroskopische Symmetrie in 32 Kristallklassen, Symmetrie im Beugungsbild mit 11 Lauegruppen. Bestimmung der Raumgruppe aus der Lauegruppe und den systematischen Auslöschungen.
Werner Massa

7. Experimentelle Methoden

Zusammenfassung
Experimentelle Methoden: Praktische Hinweise zur Züchtung von Kristallen und deren Montage auf einem Diffraktometer. Derzeit übliche Einkristalldiffraktometer mit den verschiedenen Typen von Goniometern und Flächendetektoren. Planung und Auswertung einer Messung, Absorptionskorrektur. Andere Methoden: Neutronen- und Elektronenbeugung, Zeitaufgelöste Röntgenbeugung.
Werner Massa

8. Strukturlösung

Zusammenfassung
Nach Einführung der Fouriersynthese werden die wichtigsten Methoden zur Aufstellung eines Strukturmodells über die Pattersonsynthese oder über Direkte Methoden erläutert.
Werner Massa

9. Strukturverfeinerung

Zusammenfassung
Hier wird die Anwendung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate zur Verfeinerung des Strukturmodells abgeleitet und praktische Hinweise zu Verfeinerungsstrategien gegeben. Auch die bei Pulvern anwendbare Rietveldmethode wird erwähnt.
Werner Massa

10. Spezielle Effekte

Zusammenfassung
Wie erkennt und behandelt man fehlgeordnete oder modulierte Strukturen? Was sind Quasikristalle? Wie wirkt die anomale Dispersion, wie bestimmt man die „absolute Struktur“ bei nicht--zentrosymmetrischen Raumgruppen? Wann stört Extinktions-, Renninger- oder der λ/2-Effekt oder die thermisch-diffuse Streuung?
Werner Massa

11. Fehler und Fallen

Zusammenfassung
Mögliche Fehlerquellen, z.B. falsche Atomzuordnung, Vorliegen von Verzwillingung oder Fehler bei der Zellbestimmung oder Raumgruppenzuordnung werden aufgezeigt.
Werner Massa

12. Interpretation der Ergebnisse

Zusammenfassung
Hier wird gezeigt, wie man aus dem Strukturmodell die geometrischen Daten wie Bindungslängen gewinnt und Strukturbilder erzeugt.
Werner Massa

13. Kristallographische Datenbanken

Zusammenfassung
Kristallographische Datenbanken: Die wichtigsten Datenbanken werden mit zwei Recherche-Beispielen vorgestellt und die Deponierung von Strukturdaten im cif-Format erläutert. Außerdem findet man Hinweise auf die wichtigsten Kristallographie-Seiten im Internet.
Werner Massa

14. Gang einer Kristallstrukturbestimmung

Zusammenfassung
Gang einer Kristallstrukturbestimmung: Auflistung der einzelnen Schritte einer Strukturbestimmung und Checkliste zur Prüfung des Endresultats.
Werner Massa

15. Beispiel einer Strukturbestimmung

Zusammenfassung
Beispiel einer Strukturbestimmung: Detailliertes Strukturbeispiel mit Ein- und Ausgaben zu den Programmen SHELXS (Strukturlösung) und SHELXL (Verfeinerung). Beispieldateien zum Herunterladen für eigene Rechnungen sind im Internet zugänglich.
Werner Massa

Backmatter

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