Über ein radiales Flüssigkeitsmodell Röntgenstrukturuntersuchung des flüssigen Tetrachlorkolenstoffs

Abstract

AbstractDie Nahordnung in einer Flüssigkeit wie CCl4, bei der zwischen den Teilchen nur schwache Kräfte wirken, kann nicht mit Hilfe eines einfachen Korrelationsgitters bzw. Korrelationsclusters beschrieben werden. Zur Interpretation der Intensität der Röntgenstreustrahlung hat sich em radiales Flüssigkeitsmodell als zweckmäßig erwiesen, in dem die Paarverteilungsfunktion durch Überlagerung eines diskreten und eines kontinuierlichen Anteils gebildet wird.Zur Beschreibung des intermolekularen Anteils der kohärenten Streuintensität von Molekülpaaren werden zwei neue Molekülformamplituden definiert. Sie hängen vorwiegend von der Molekülorientierung, weniger vom Paarabstand ab. Die reduzierte intermolekulare Streuintensität wird nur noch durch Größen bestimmt, die den Molekülpaaren zuzuordnen sind. Insbesondere kann formal die Einführung von Atompaarabständen vermieden werden. Der neu entwickelte Formalismus wurde auf die Rontgenstrukturuntersuchung von CCl4 angewandt. Die Röntgenstreuintensität des flüssigen CCl4 wurde bei 20°C mit Cu‐Kα‐ und Mo‐Kα‐Strahlung im Intervall 5° ≤ 2° ≤ 120° gemessen und auf Polarisation, Absorption, Untergrundstreuung und Schwankung der Primärintensität korrigiert. Die totale reduzierte Intensität läßt sich in einen intra‐ und einen intermolekularen Anteil zerlegen. Durch sorgfältige Behandlung des Skalierungsfaktors gelang es erstmalig, aus Röntgenstreuexperimenten nicht nur die Abstände, sondern auch deren mittlere Schwankungsamplitude in Übereinstimmung mit Elektronenbeugungsdaten und schwingungsspektroskopischen Untersuchungen zu erhalten: equation image Bei der Behandlung der intermolekularen Struktur wurden vereinfachend nur zwei Molekülorientierungen, parallel und antiparallel, berücksichtigt. Der diskrete Anteil der Paarverteilungsfunktion läßt sich im radialen Modell durch acht verschiedene Molekülpaare definierter Häufigkeit beschreiben. Abstand und Orientierung der Moleküle sowie die Häufigkeit der Molekülpaare wurden aus der intermolekularen reduzierten Intensität iterativ berechnet. Der R‐Faktor der intermolekularen Struktur beträgt R = 0,14.Aus dem Integral über die gesamte Molekülpaarverteilungsfunktion 1aDt sich die mittlere Reichweite der Wechselwirkung zwischen Zentralmolekül und Nachbarn zu 6,7 A abschätzen. Danach unterliegen ca. 9 CC1,‐Moleküle der orientierenden Wirkung eines Zentralmoleküls. Die Nahordnung reicht damit über den Bereich der ersten Koordinationssphare des Zentralmoleküls hinaus, ein Ergebnis, das sich auch aus der Diskussion der direkten Korrelationsfunktion ergibt.