Rontgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen, deren Wellenliinge kiirzer ist als die des sichtbaren Lichtes und in der Gro~enordnung atomarer Absmnde in Kristallen liegt (ca. 100 pm). Sie bilden die Grundlage fUr eine Reihe verschiedener Untersuchungsver fahren, die man in vier gro~e Gruppen einteilen kann: 1. Rontgendurchleuchtungstechnik und Grobstrukturanalyse 2. Rontgenbeugungsverfahren bzw. Feinstrukturanalyse 3. Rontgen-Emissionsanalyse (Fluoreszenzanalyse) 4. Sonderverfahren Das vorliegende Buch beschaftigt sich vorwiegend mit der zweiten Gruppe von Unter suchungsverfahren, mit Beugungsphiinomenen. Rontgenstrahlen werden namlich an den periodisch angeordneten atomaren Bausteinen kristallinen Materials gebeugt, wobei charak teristische Beugungsbilder entstehen konnen. Es ist hierbei keineswegs notwendig, d~ immer gut ausgebildete Einkristalle vor liegen. Sehr viele Untersuchungsverfahren werden an feinen Kristallpulvern durchgefiihrt, die man von den meisten Materialien leicht erhiilt. Da die Beugungsbilder fUr jede Substanz charakteristisch sind, konnen sie iihnlich wie Fingerabdrticke, zur IdentiflZierung mikro kristalliner Materialien herangezogen werden. Die Analyse von Pulveraufnahmen ermoglicht ferner die Bestimmung des Kristallsystems sowie der Gitterkonstanten. In giinstigen Fallen kann man allein aus Pulveraufnahmen Angaben tiber die Anordnung der Atome im Kristall machen, also eine Kristallstrukturanalyse durchfiihren. Dartiber hinaus erhiilt man aus Pulveraufnahmen Aussagen tiber den Kristallisations grad, liber Gitterfehler sowie tiber Primiirteilchengro~en. Auch quantitative Phasenanalysen und Texturbestimmungen sind moglich. Dieser vieWiltige Anwendungsbereich von Rontgen pulveraufnahmen hat dazu gefiihrt, d~ sich heute nicht nur Kristallographen und Mineralo gen mit diesem Gebiet beschiiftigen, sondern vor allem Chemiker, Metallurgen und ganz allgemein Naturwissenschaftler bedienen sich dieser Verfahren.

Inhalt

1. Entstehung und Eigenschaften von Röntgenstrahlen.- 1.1. Definition.- 1.2. Das kontinuierliche Röntgenspektrum.- 1.3. Das charakteristische Röntgenspektrum.- 1.4. Erzeugung von Röntgenstrahlen.- 1.5. Strahlenschutz.- 1.6. Nachweis von Röntgenstrahlen.- 1.7. Absorption von Röntgenstrahlen.- 1.8. Anregung der Eigenstrahlung.- 1.9. Brechung von Röntgenstrahlen.- 1.10. Streuung von Röntgenstrahlen.- 1.11. Beugung von Röntgenstrahlen.- 2. Pulveraufnahmeverfahren.- 2.1. Debye-Scherrer-Verfahren.- 2.2. Aufnahmeverfahren nach Straumanis.- 2.3. Ausmessen von Debye-Scherrer-Filmen und Straumanisfilmen und Berechnung der Netzebenenabstände.- 2.4. Seemann-Bohlin-Verfahren.- 2.5. Planfilm- und Kegelverfahren.- 2.6. Guinierverfahren.- 2.7. Zählrohrdiffraktometerverfahren.- 2.8. Pulveraufnahmen bei hoher und tiefer Temperatur.- 3. Auswertung von Pulveraufnahmen (Geometrie der Beugung).- 3.1. Identifizierung unbekannter Substanzen mit Hilfe der ASTM-Kartei (JCPDS-Index).- 3.2. Identifizierung von Pulvergemischen.- 3.3. Indizierung von Pulveraufnahmen.- 3.4. Präzisionsbestimmung von Gitterkonstanten.- 3.5. Quantitative Mengenanalyse.- 3.6. Teilchengrößenbestimmung.- 4. Die Intensität gebeugter Röntgenstrahlen.- 4.1. Der atomare Streufaktor (Atomformfaktor).- 4.2. Temperaturfaktor.- 4.3. Strukturamplitude und Strukturfaktor.- 4.4. Flächenhäufigkeitsfaktor.- 4.5. Polarisationsfaktor.- 4.6. Lorentzfaktor und kombinierter LP-Faktor.- 4.7. Absorptionsfaktor.- 4.8. Extinktion.- 4.9. Ausdrücke für die relativen Intensitäten.- 5. Einkristallverfahren.- 5.1. Lauemethode.- 5.2. Drehkristallverfahren.- 5.3. Die Ewaldsche Konstruktion.- 5.4. Gitterkonstantenbestimmung aus Drehkristallaufnahmen.- 5.5. Aufnahmeverfahren mit bewegtem Film.- 6. Kristallstrukturanalyse.- 6.1.Anzahl der Formeleinheiten in der Elementarzelle.- 6.2. Punktgruppen und Raumgruppen.- 6.3. Raumgruppenbestimmung.- 6.4. Das Phasenproblem.- 6.5. Iterative Methoden der Kristallstrukturanalyse.- 6.6. Bestimmung der Elektronendichteverteilung mittels Fourierreihen.- 6.7. Pattersonsynthese.- 6.8. Direkte Methoden der Phasenbestimmung.- 6.9. Isomorpher Ersatz.- 6.10. Anormale Dispersion.- 6.11. Strukturverfeinerung.- 6.12. Interatomare Abstände und Winkel.- 7. Anwendungsbeispiele für Röntgenuntersuchungen in der Chemie.- 7.1. Bestimmung kinetischer Daten.- 7.2. Aufstellen eines Zustandsdiagramms.- 7.3. Aufstellen des Zustandsdiagramms für ein System Salz-Wasser.- 7.4. Festlegen optimaler Bildungsbedingungen.- 8. Anhang.- 8.1. Vektorrechnung.- 8.2. Tabellen und Tafeln.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.