X線の回折データで同じ物質名が複数ありますが？

質問

X線装置内に登録されているデーター中で、同じ物質名でも回折パターンが違う場合が多々ありますが、どういうことですか？
　具体的には一つの物質中に、同じ元素名で違う回折パターンが複数含まれることがあります。
　よろしくおねがいします。

回答No.1

vortexcore · ベストアンサー

同じ元素の固体がいつでも同じ構造をとるとは限りませんので、違う回折パターンがありえます。多形と呼ばれます。例えば、同じ炭素だけからなる物質でもダイヤモンドとグラファイトは構造が違います。熱力学的にはこれらの多形のどれかが一番安定なはずですが、我々が普通に実験する環境では互いを隔てる自由エネルギーの壁を乗り越えることが実質的に不可能なので、幾つかの構造がありえるわけです。

構造相転移を起こすような物質では、温度によっても回折パターンが変わります。

補足

大変参考になるご意見ありがとうございました．
ネタばれしてしまいそうですが金属酸化物のような比較的単純な物質に関しても、その考え方は適用できるのでしょうか？

回答No.3

noname#21649

酸化金属塩の場合に．いろいろな結晶構造があり．製法によっていろいろな物が同じ組成で作れます。（詳しくは状態図を見てください）。
ｘ線回折は結晶構造の状態（面間距離）を示すものですから．異なる結晶構造をもつ同じ組成の物質が存在することを意味しています。
機械に文献名か結晶構造のデータが含まれていませんか？。結晶構造をみれば大体どのような構造か見当つく場合があります。

あと．カードや書籍の場合に古いデータが残っている場合があります。これは．回折強度を測定し直したらば古い結果と異なっていた場合や星・にじゅうまるなどの
データの信頼性に関係する部分が修正された場合があります。昔は３０KV程度の写真撮影（物差しで距離を測る）のX線回折しかできなかったのですが．近年は簡単に高い（揃った？）エネルギーのX線が選られ．面間距離の測定精度も飛躍的に上昇しましたから．ふるいデータは急速に修正されてきています。

回答No.2

vortexcore

>ネタばれしてしまいそうですが金属酸化物のような比較的単純な物質に関しても、その考え方は適用できるのでしょうか？

「その考え」がどちらを指すのか解りませんが、いずれにせよそんなに特殊なことではありません。

金属酸化物で同じ温度で何種かの多形があるという場合でしたら、例えば酸化チタンは3種の多形があって（ルチル、アナターゼ、ブルッカイト）、有名な光触媒効果を示すのはアナターゼ型です。

構造相転移を示す金属酸化物には、強誘電体で有名なチタン酸バリウムなんかがあります。