SDPD Internet Course


Semaine 5

Méthodes avancées pour l'extraction des facteurs de structure
Niveau 2


Lectures

Lisez le texte de la conférence (en anglais) "Standard and special strategies in structure determination from powder data". Tirez-en des conclusions au sujet des principales raisons d'échec lors d'une tentative de détermination de structure sur poudre. L'une des raisons est que la préparation d'un échantillon pur est parfois difficile. Et dans ce cas, il n'est pas possible de sélectionner un petit monocristal dans le mélange, comme cela peut être fait simplement pour une détermination de structure sur monocristal. Il faut donc être capable de se débrouiller avec des diagrammes multiphasés. Il n'est pas rare de devoir tenter de déterminer la structure d'une phase inconnue mélangée à une ou plusieurs phases connues. Le plus difficile c'est évidemment le mélange de plusieurs phases de structures inconnues, et le succès n'a été que très rarement obtenu (mais voyez un exemple décrit dans le texte de la conférence :  "New Developments in Microstructure Analysis via Rietveld Refinement", diapositive 13). Des synthèses effectuées en variant la concentration des composants permettent souvent de se rendre compte si un échantillon est un mélange de phases. On peut alors tenter d'attribuer certains pics des diagrammes de diffraction de poudre à une phase ou à une autre, en fonction des variations d'intensités d'une préparation à l'autre. Les problèmes fréquents d'orientation préférentielle peuvent compliquer cette approche. De toutes manières, il n'est pas toujours possible d'éliminer une phase parasite (c'est souvent vrai en synthèse hydrothermale). Mais si cette phase parasite est connue, elle peut servir de référence interne pour l'indexation de la phase inconnue (certains logiciels d'indexation commencent même à offrir la possibilité d'indexer simultanément 2 phases - McMaille par exemple). Une fois l'indexation réalisée, quelle est la stratégie en matière d'extraction des intensités, puisqu'un diagramme de poudre de la phase inconnue pure n'est pas disponible ? La meilleure approche est toujours de tenir compte de la (ou des) phase(s) connue(s) du mélange en mode "structure imposée fixe", tandis que les "|Fobs|" de la phase inconnue sont extraits. Nous ne réaliserons pas vraiment encore une application de la méthode de Rietveld cette semaine, puisque la structure de la phase connue ne sera pas affinée, mais nous en sommes maintenant très proches.


Exercice

Des investigations du système PbF2/CrF3 sous conditions hydrothermales en milieu HF aqueux ont révélé une nouvelle phase sous forme de poudre fine. Cette phase était malheureusement toujours mélangée avec la variété rhomboèdrique de CrF3.

Deux diagrammes de poudre sont proposés pour cet exercice qui devrait vous permettre de réaliser un bilan complet de vos connaissances acquises durant les précédentes semaines du cours SDPD (identification, indexation, extraction d'intensités et comme sous-produit de l'extraction, confirmation de maille et détermination du groupe d'espace). Un diagramme correspond au mélange de départ : 3PbF2/CrF3 (PbCrF1.raw, PbCrF1.uxd, PbCrF1.udf). Le second diagramme correspond au mélange de départ : 2PbF2/CrF3 (PbCrF2.raw, PbCrF2.uxd, PbCrF2.udf). Les deux diagrammes ont été mesurés au moyen d'un diffractomètre de poudre Bruker D8 Advance (radiation CuKalpha),  ils montrent des concentrations différentes en phase inconnue et en CrF3.

- Trouvez d'abord les données structurales correspondantes à CrF3 dans les bases de données ICSD et ICDD, ou ailleurs (voyez la FAQ). Vous allez peut-être rencontrer un petit problème : les phases rhombohèdriques ne peuvent être souvent décrites que dans le système hexagonal par la plupart des logiciels de cristallographie. Lorsque les coordonnées atomiques ne sont disponibles que dans le groupe d'espace rhombohédrique, il faut opérer la transformation en hexagonal (le logiciel Cryscon est tout à fait excellent pour cela).
- Donner une estimation du décalage de zéro pour chaque diagramme.
- Produisez le fichier résumé .smh de la suite logicielle d'indexation Crysfire (pas plus de 50 propositions de mailles). Ou bien indexez par un ou plusieurs logiciels de votre choix (TREOR, ITO, DICVOL, McMaille, etc). 
- Donnez les 50 premiers "|Fobs|" extraits aux bas angles de diffraction et un résumé des calculs (début du fichier .fou et fichier .sum si vous utilisez Fullprof).


La session suivante sera consacrée à la solution de structure par Patterson, Méthode Directe ou localisation de molécule, niveau 1. 
Bonne chance !