strukturunter05

 

Methoden der Strukturuntersuchung

Termin der 1. Klausur: Donnerstag, 10.02.2005, 10 Uhr, AR-B 2014/201
Termin der 2. Klausur: Dienstag, 05.04.2005, 10 Uhr, AR-H 105/1

Übungen "Methoden der Strukturuntersuchung" als .rtf File

Elektromagnetische Strahlung und Beugung

1.       Nennen Sie die Charakteristika elektromagnetischer Strahlung.

2.       Welche Wechselwirkungen zwischen Röntgenstrahlen und Materie kennen Sie? Beschreiben Sie die wichtigsten Effekte und die daraus resultierenden
          Anwendungsmöglichkeiten (z. B. Analyseverfahren).

3.       Was versteht man unter kohärenter bzw. inkohärenter Streuung?

4.       Was ist Compton-Streuung

5.       Wovon hängt die Lage der Intensitätsmaxima

            a) beim kontinuierlichen

            b) beim charakteristischen Röntgenspektrum ab?

6.       Erklären Sie die Linienstruktur von Röntgen-Emissionsspektren und die Kantenstruktur von Röntgen-Absorptionsspektren.

7.       Was sind die Streuzentren bei der Röntgen-, Neutronen- bzw. Elektronenbeugung?

8.       Beschreiben Sie die Vor- bzw. Nachteile der Röntgen- bzw. Neutronenbeugung hinsichtlich der Strukturbestimmung.

9.       Erklären Sie die Begriffe Elementarzelle, Raumgitter, Basis, Kristallklasse, Kristallsystem (kurze Definitionen).

10.    Welche Kristallsysteme gibt es und wie sind sie definiert?

11.    Was sind Bravaisgitter? Wie viele gibt es? Wie werden sie bezeichnet und welche Typen treten in den verschiedenen Kristallsystemen auf?

12.     Erklären Sie die Begriffe Netzebene, Netzebenenschar, Netzebenenabstand und Miller-Indizes.

13.    W.L. Bragg deutete die Beugung von Röntgenstrahlen an kristallinen Proben als „Reflexion“ an den Netzebenen des Kristalls.
          Wie lautet die nach ihm benannte „Reflexionsbedingung“? Wie lässt sie sich ableiten? Erklären Sie die verwendeten Größen.

14.     Nach P.P. Ewald lässt sich die Braggsche „Reflexionsbedingung“ graphisch darstellen.
          Geben Sie diese Darstellung wieder. Erklären Sie die Bedeutung der verwendeten Größen.

15.    Was bedeuten die Begriffe „reziprokes Gitter“ und „Reflexionskugel“? Geben Sie jeweils kurze Definitionen.

16.     Beschreiben Sie den Beugungsvorgang bzw. die „Reflexion“ von Röntgenstrahlen mit Hilfe der Ewald- bzw. „Reflexionskugel“

17.    Was ist ein Röntgenreflex? Was ist ein Beugungs- bzw. Interferenzmuster eines Kristalls?

18.    Wie unterscheidet sich das Beugungsmuster eines kristallinen Pulvers von dem eines Einkristalls?

19.    Welche Röntgenbeugungsverfahren kennen Sie? Was lässt sich mit den jeweiligen Verfahren bestimmen?

20.    Warum verwendet man bei Röntgenbeugungsmethoden monochromatisches Röntgenlicht?

21.    Was ist das Laue-Verfahren? Was lässt sich mit diesem Verfahren besonders gut bestimmen?

22.    Welche Vor- bzw. Nachteile bieten die Einkristallverfahren gegenüber den Pulververfahren?

23.    Was lässt sich aus den Lagen und was aus den Intensitäten von Röntgenreflexen ableiten?

24.    Erklären Sie die Begriffe Atomformfaktor, Strukturfaktor und Gitterfaktor.
          Welche Streubeiträge werden durch sie beschrieben und wovon hängt ihre Größe jeweils ab?

25.     Was ist der R-Wert und welche Bedeutung hat er für die Strukturbestimmung?

26.     Was beschreibt der Temperaturfaktor?

27.    Welche Gruppen von Symmetrieelementen lassen sich anhand systematischer Auslöschungen nachweisen.

28.       Was ist das „Phasenproblem“ der Röntgenstrukturanalyse?

29.       Mit welchen Methoden können Sie funktionelle Gruppen bestimmen?

30.        Wie lassen sich funktionelle Gruppen mit Beugungsmethoden bestimmen?

2. Rasterelektronenmikroskopie

1) Welche prinzipiellen Wechselwirkungen treten zwischen einem hochenergetischen Elektronenstrahl und Materie in einem Elektronenmikroskop auf?

2) Erklären Sie die Stichworte Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen.
     Wie unterscheiden sich diese Elektronen und wie unterscheiden sich die Bildinformationen die man aus ihnen gewinnt.

3) Welche Zusatzgeräte sind notwendig damit ein Rasterelektronenmikroskop zur Analyse eingesetzt werden kann?

4) Wie wird der Elektronenstrahl in einem konventionellen Rasterelektronenmikroskop erzeugt?

5) Beschreiben Sie die Form des Wechselwirkungsvolumens eines Elektronenstrahls in Materie. Von welchen Faktoren hängt die Eindringtiefe ab?

3. Thermoanalyse

 

1) Beschreiben Sie kurz das Funktionsprinzip der Thermoanalyse.

2) Welcher entscheidende Unterschied besteht zwischen DTA und DSC?

3) Beschreiben Sie kurz das Funktionsprinzip eines Thermoelementes.

4) Worin besteht der Unterschied zwischen Phasenumwandlungen 1. und 2. Ordnung?

    Lassen sich Phasenumwandlungen höherer Ordnung mit der DTA nachweisen?

5) Welche physikalischen/chemischen Eigenschaften lassen sich mit den unterschiedlichen Methoden der Thermoanalyse ermitteln?

    Welches Verfahren eignet sich für welche Eigenschaft?

4. Impedanzspektroskopie

1) Wie ist die Impedanz definiert?

2) Wie sieht das Ersatzschaltbild für folgendes Impedanzspektrum aus?

 

 

3) Wie hängt die Ionenleitfähigkeit von der Temperatur ab?

4) Wie ist der Mechanismus der Ionenleitfähigkeit in AgCl?