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X光散射技术

X光散射技术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,例如不同的溫度壓力

这幅图所显示的是晶体的X光衍射花样,所用晶体为一蛋白质晶体。图中的每一个黑点反映为一个衍射点,这些衍射点是由被晶体散射的X光相互干涉而形成。

发明

该方法是由马克斯·冯·劳厄于1912年发明的,他因而获得诺贝尔物理学奖。

原理

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

X光繞射(X-ray diffraction)技术可以用于研究分子构象或形态。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

弹性散射

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

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

实际应用

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

  1. 1914年,马克斯·冯·劳厄德国),获得诺贝尔物理学奖
  2. 1915年,布拉格父子(英国),获得诺贝尔物理学奖
  3. 1936年,德拜英国/荷兰),获得诺贝尔化学奖
  4. 1962年,奥森等3人,获得诺贝尔生理学或医学奖
  5. 1964年,霍奇金英国/埃及),诺贝尔化学奖
  6. 1985年,豪普特曼等3人,诺贝尔化学奖

参考文献

  1. ^ (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. 
  2. ^ (英文)Glatter, O.; O. Kratky. . Academic Press. 1982 [2008-01-24]. (原始内容存档于2012-02-11). 
  3. ^ (英文) Holy, V. et al. Phys. Rev. B. 47, 15896 (1993).

參見

外部連結

x光散射技术, 或x射线衍射技术, 英語, 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, 可在許多不同的條件下進行分析, 例如不同的溫度或壓力, 这幅图所显示的是晶体的x光衍射花样, 所用晶体为一蛋白质晶体, 图中的每一个黑点反映为一个衍射点, 这些衍射点是由被晶体散射的x光相互干涉而形成, 目录, 发明, 原理, . 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 这幅图所显示的是晶体的X光衍射花样 所用晶体为一蛋白质晶体 图中的每一个黑点反映为一个衍射点 这些衍射点是由被晶体散射的X光相互干涉而形成 目录 1 发明 2 原理 3 X光繞射技术 4 散射技术 4 1 弹性散射 4 2 非弹性散射 5 实际应用 6 参考文献 7 參見 8 外部連結发明 编辑该方法是由马克斯 冯 劳厄于1912年发明的 他因而获得诺贝尔物理学奖 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28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28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 德拜 英国 荷兰 获得诺贝尔化学奖 1962年 奥森等3人 获得诺贝尔生理学或医学奖 1964年 霍奇金 英国 埃及 诺贝尔化学奖 1985年 豪普特曼等3人 诺贝尔化学奖 参考文献 编辑 英文 Azaroff L V R Kaplow N Kato R J Weiss A J C Wilson R A Young X ray diffraction McGraw Hill 1974 引文使用过时参数coauthors 帮助 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 引文使用过时参数coauthors 帮助 英文 Holy V et al Phys Rev B 47 15896 1993 參見 编辑X射线晶體學外部連結 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 X光衍射国际晶体学联合会 International Union of Crystallography X光繞射分析儀 X光繞射 X射线衍射法 豆丁网 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title X光散射技术 amp oldid 71705953, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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