x射線晶體學(xué)技術(shù)用于確定的原子和分子結(jié)構(gòu)水晶,水晶原子束引起的事件x射線來(lái)衍射成許多特定的方向。通過(guò)測(cè)量這些衍射光束的角度和強(qiáng)度晶體可以產(chǎn)生一個(gè)三維圖像的密度電子在晶體內(nèi)。從這個(gè)電子密度,在晶體內(nèi)部原子的平均位置可以確定,以及他們的化學(xué)鍵,他們的晶體障礙和其他各種信息。

x射線晶體學(xué)與其他幾種方法確定原子結(jié)構(gòu)。類似的可以由散射電子或衍射模式中子同樣的解釋傅里葉變換。如果不能獲得足夠大的單晶,各種其他x射線方法可以應(yīng)用于獲得更少的詳細(xì)信息;這些方法包括纖維衍射,粉末衍射(如果樣品沒(méi)有結(jié)晶)小角x射線散射(粉煤灰)。如果材料在調(diào)查中只有可用的形式納米晶體粉末或遭受貧窮的結(jié)晶度,的方法電子晶體學(xué)可以申請(qǐng)確定原子結(jié)構(gòu)。

因?yàn)楹芏嗖牧峡梢孕纬删w鹽,金屬,礦物質(zhì),半導(dǎo)體以及各種無(wú)機(jī)、有機(jī)物質(zhì)，x射線晶體學(xué)已經(jīng)基本在許多科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。在最初幾十年的使用,這種方法確定原子的大小,長(zhǎng)度和類型的化學(xué)鍵,量子差異的各種材料,尤其是礦物質(zhì)和合金。該方法還透露許多生物分子的結(jié)構(gòu)和功能,包括維生素、毒品、蛋白質(zhì)和核酸如DNA。x射線晶體學(xué)仍然是主要方法描述新材料和辨別材料的原子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)類似的其他實(shí)驗(yàn)。x射線晶體結(jié)構(gòu)也可以解釋不同尋常電子或彈性材料的性質(zhì),闡明化學(xué)相互作用和過(guò)程,或作為依據(jù)設(shè)計(jì)藥物。

在單晶x射線衍射測(cè)量,安裝在一個(gè)晶體測(cè)角儀。測(cè)角儀用于水晶在選定的方向位置。水晶是被晶體分析管放射的聚焦單色x射線,產(chǎn)生一個(gè)衍射圖樣定期間隔的點(diǎn)稱為反射。不同方向的二維圖像轉(zhuǎn)化為一個(gè)三維晶體中電子的密度模型使用的數(shù)學(xué)方法傅里葉變換以樣本,結(jié)合化學(xué)數(shù)據(jù)?？蓱z的決議(模糊性)甚至錯(cuò)誤可能導(dǎo)致晶體太小,或在其內(nèi)部構(gòu)成不夠統(tǒng)一。

所有上述x射線衍射方法,散射彈性;散射x射線有相同的波長(zhǎng)傳入的x射線。相比之下,非彈性散射x射線方法是有用的在研究勵(lì)磁的示例如等離子體,晶體場(chǎng)和軌道作用,磁振子,和聲子,而不是它的原子的分布。