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    探索单晶世界:X射线衍射(XRD)揭秘原子排列与晶体结构
    来源: 时间:2023-12-01 15:14:18 浏览:2455次

    探索单晶世界:X射线衍射(XRD)揭秘原子排列与晶体结构

     

    晶体是自然界中一种神奇的现象,它们具有有序排列的原子或分子结构,从而赋予了物质独特的性质,从金刚石的坚硬无比,到石墨的柔软易折,都是由晶体结构的不同所决定的,X射线衍射(X-ray Diffraction,简称XRD)作为一种重要的物理手段,可以揭示晶体的内部结构,让我们深入了解这个奇妙的微观世界。

     

     

    一、原理

    X射线衍射是一种基于布拉格衍射原理的分析方法。当X射线穿过一个晶体时,晶格中的原子会对其产生散射,形成一系列交叉的光束;这些光束在特定角度下相互干涉,形成明暗相间的衍射图样,通过分析衍射图样,可以揭示原子在晶体中的排列规律,进而解析出晶体的结构。

     

    二、测试方法

    单晶XRDSingle Crystal X-ray Diffraction,简称SC-XRD)是一种强大的材料分析技术,可用于测定单晶样品的晶体结构和物理特性。

    以下是单晶XRD测试的主要步骤:

    1. 采集数据:将单晶样品放置在X射线束下,收集所有衍射数据通常使用单色X射线源(如Mo K)以确保射线波长足够短,提高分辨率和减少背景噪声,采集的数据以强度和角度的形式记录。

    2. 数据处理:将采集的数据进行处理,得到强度与角度之间的关系图,称为XRD图谱;然后,使用一系列计算方法,如绕组法或直接方法,计算出单晶样品的晶体结构;这一过程需要专业的软件支持,如ShelxCCP4等。

    3. 晶体结构解析:通过对XRD图谱的分析,可以确定单晶样品的原子位置、晶胞参数和晶体对称性等信息;这些信息有助于理解晶体结构与性质之间的关系,如化学键、晶体缺陷和结晶生长等。

    4. 结果展示:最终的结果以一系列图形和表格的形式展示,如原子位置图、晶格参数表等

     

    三、应用领域

    单晶XRD技术在化学、材料科学和生命科学等领域具有广泛的应用,它可以帮助研究者精确测定分子的三维空间结构,揭示原子间的相互作用,进而指导新材料的设计和开发;此外,单晶XRD还在药物研发、矿物鉴定、生物晶体研究等领域发挥着重要作用。

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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