X光散射技术
(重定向自X射线衍射)
X光散射技术或X射线衍射技术(英語:X-ray scattering techniques)是一系列常用的非破壞性分析技術,可用於揭示物質的晶體結構、化學組成以及物理性質。这些技术都是以观测X射线穿过样品后的散射强度为基础,并根据散射角度、极化度和入射X光波长对实验结果进行分析。X光散射技术可在許多不同的條件下進行分析,例如不同的溫度或壓力。
发明编辑
原理编辑
X光的本质是一种电磁波,而电磁波能够发生衍射,即绕开障碍物传播。该方法利用的就是这个原理。之所以采用X光,是因为X光的波长与大多数分子或者晶胞大小相差不多,能够在分子或晶体的微观结构中发生衍射,同时也会被分子或者晶胞吸收一部分,而且穿透力适中,从而可以类似于穿透式电子显微镜那样,通过接收经过分子之后的X光,而得到清晰的图谱。
X光繞射技术编辑
X光繞射(X-ray diffraction)技术可以用于研究分子的构象或形态。X光繞射技术是基于X光在穿过长程有序物质所发生的弹性散射。“繞射动力学理论”对晶体的散射现象给出了更为复杂的描述[1]。以下列出的是X光繞射的相关技术:
- 单晶X射线繞射:用于解析晶态物质中分子的整体结构,研究范围可以从小的无机小分子到复杂的大分子,如蛋白质;可用单色性X光(德拜法)或连续波长X光(即“劳厄法”)进行研究。
- 粉末衍射:也是一种获得晶体(微晶)结构的方法,所用样品为多晶态或粉末固态晶体。粉末繞射通常用于鉴定未知物质,主要通过将衍射数据与繞射数据国际中心(International Centre for Diffraction Data,ICDD)中的繞射数据库进行比较。这一技术或可用于鉴定非均一态的固体混合物,确定其中含量相对丰富的晶态物质;而且,当与网格修正技术(如Rietveld修正)连用时,还可以提供未知物质的结构信息。粉末繞射也是确定晶态物质晶系的常用方法,并可用于测定晶体颗粒的大小。
- 薄膜繞射。
- X射线极图分析:用于分析和测定晶态薄膜样品中晶态方位。
- X射线回摆曲线分析法:用于定量测量晶态物质的粒度大小和镶嵌度散布。
散射技术编辑
弹性散射编辑
即使是非晶态物质(非长程有序),也可能可以用依赖于单色性X光的弹性散射的方法来研究:
- 小角X射线散射:在散射角2θ接近0°时,对样品的X射线散射强度进行测量,以获取纳米到微米量级上的分子结构信息。[2]
- X射线反射率:用于分析和测定单层或多层薄膜的厚度、粗糙度和密度。[3]
- 广角X射线散射:测量散射角2θ大于5°。
非弹性散射编辑
当非弹性散射的X射线的能量和角度被监测时,相关的散射技术就可以用于探测物质的能带结构:
- 康普頓散射。
- 共振非弹性X射线散射。
- X射线拉曼散射。
实际应用编辑
本方法对于化学和生物学的发展有着极大的贡献。至2013年为止,通过此方法进行科研而获得诺贝尔奖的科学家,就至少有6人。他们是
- 1914年,马克斯·冯·劳厄(德国),获得诺贝尔物理学奖。
- 1915年,布拉格父子(英国),获得诺贝尔物理学奖。
- 1936年,彼得·德拜(英国/荷兰),获得诺贝尔化学奖。
- 1962年,奥森等3人[谁?],获得诺贝尔生理学或医学奖。
- 1964年,艾伦·劳埃德·霍奇金(英国/埃及),诺贝尔化学奖。
- 1985年,赫伯特·豪普特曼等3人,诺贝尔化学奖。
单晶解析编辑
参考文献编辑
- ^ (英文)Azároff, L. V.; R. Kaplow, N. Kato, R. J. Weiss, A. J. C. Wilson, R. A. Young. X-ray diffraction. McGraw-Hill. 1974.
- ^ (英文)Glatter, O.; O. Kratky. Small Angle X-ray Scattering. Academic Press. 1982 [2008-01-24]. (原始内容存档于2012-02-11).
- ^ (英文) Holy, V. et al. Phys. Rev. B. 47, 15896 (1993).
- ^ Sheldrick, G. M. A short history of SHELX. Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography. 2008-01-01, 64 (1). ISSN 0108-7673. doi:10.1107/S0108767307043930 (英语).
參見编辑
外部連結编辑
🔥 Top keywords: Baike: 首页Special:搜索毛泽东家族榮耀之繼承者天之驕女鐵拳英雄九龍城寨之圍城黃循財背着善宰跑篠崎泫妮妃雅新生 (网络剧)劉偉健斯洛伐克习近平劉俊謙 (香港)李显龙歌手2024佛誕淚之女王2024年泰國羽球公開賽新加坡總理邊佑錫新加坡Energy (組合)庆余年九龍寨城六四事件家族榮耀金智媛彌助菲律宾胖猫跳江事件劉寶傑DAY6林峯張文傑李光耀神耆小子張鳳妮黃世聰Seventeen (組合)维基百科願榮光歸香港中華民國鬼滅之刃 柱訓練篇2024年英雄联盟季中邀请赛中华人民共和国TripleS金秀賢 (男演員)罗伯特·菲佐井柏然2024年世界女排联赛黃偉哲怪獸8號佘詩曼Foodpanda金惠奫新加坡总统香緹·摩爾于北辰 (1968年)王嘉爾笑看風雲排球少年!!角色列表林飛帆郭葦昀馴鹿寶貝翁靜晶猩球崛起:王國誕生ILLIT尼古拉·約基奇春色寄情人周殷廷鬼滅之刃排球少年!!吳釗燮逆天奇案2不夠善良的我們BABYMONSTER李正皓尚达曼BOYNEXTDOOR胡子彤IVE (組合)陳靜 (香港)香港吴作栋黃道十二宮凡希亚·奥伊亚胡宇威長洲太平清醮張員瑛搜查班長1958伍允龍习明泽黄岩岛賴清德偶然遇見的你虽然不是英雄