Diffraction des rayons X et des électrons par les molécules

III. — Une méthode de détermination des densités électroniques moléculaires

¹ Laboratoire de Diffraction Électronique, Faculté des Sciences, Orsay ; Centre de Mécanique Ondulatoire Appliquée, 23, rue du Maroc, Paris, 19 e, France.
² Laboratoire de Diffraction Électronique, Faculté des Sciences, Orsay, France.
³ Centre de Mécanique Ondulatoire Appliquée, 23, rue du Maroc, Paris, 19 e, France.

Résumé

L’aspect des phénomènes de diffraction des rayons X et des électrons par les molécules gazeuses est bien connu ; on sait en effet que les enregistrements photographiques de ces phénomènes permettent d’observer un ensemble d’anneaux concentriques, dont le centre coïncide avec la trace du faisceau direct.

Les intensités ainsi mesurées, qui sont directement liées à la densité électronique du système diffusant, sont des grandeurs unidimensionnelles, dépendant de l’angle de diffraction θ. Il semblerait donc que l’expérience ne puisse donner qu’une information incomplète sur la structure électronique du système diffusant, par l’intermédiaire d’une fonction à un seul paramètre. Cette fonction contient en fait un ensemble d’informations tel qu’elle permet de reconstituer la structure électronique du système diffusant. Cette démonstration sera illustrée par une étude portant sur la molécule d’hydrogène.

Abstract

Successive rings, centered along the incident beam direction, can be obtained in X-ray or electron diffraction experiments for gaseous, randomly oriented molecules. By Fourier analysis, the scattered intensities are directly related to the electronic density of the scattering systems.

These intensities can be represented by a one-dimensional function, which depends on the scattering angle θ. Experiments would thus appear to give only partial information about the electronic structure of any scattering system, which is found from the usual, one dimensioned radial distribution function. However, we shall show that this radial distribution function makes it possible to reconstitute the considered electronic structure. A study of the hydrogen molecule will be given as an illustration.