晶体X射线衍射

劳厄（Max Von Laue，1879～1960）是德国著名的物理学家，晶体X射线衍射现象的发现者。发现晶体X射线衍射现象的直接起因与慕尼黑大学理论物理教授索末菲的研究生厄瓦耳（Paul Peter Ewald）密切相关。

德国物理学家 M.von劳厄于1912年发现上述现象，他设想，如能找到一种波长为 10-8厘米的电磁波， 让它通过晶体，必能发生衍射现象，能提供晶体内原子排布的信息。那时曾有些人为验证 X射线是电磁波而采用普通光栅作衍射实验而屡遭失败。由此劳厄想到,X射线是一种波长比可见光短得多的电磁波，它可能是晶体衍射的合适射线。通过实验，劳埃和助手们证实了他们的设想，他因此获得1914年的诺贝尔物理学奖。

劳厄(Max Von Laue，1879～1960)是德国著名的物理学家，晶体X射线衍射现象的发现者。发现晶体X射线衍射现象的直接起因与慕尼黑大学理论物理教授索末菲的研究生厄瓦耳(Paul Peter Ewald)密切相关。

描述X射线衍射条件，还可以用布拉格方程：2dsinθ=nλ式中d为相邻两个晶面之间的距离；θ为入射线或反射线与晶面的交角；λ为X射线波长；n 为正整数。布拉格方程与劳厄方程虽然表达方式不同，但其实质是相同的。当 X射线的波长与入射线方向以及晶体方位确定以后，劳厄方程中的λ、、b、c、0、β0、γ0 都已确定，只有、β、γ是变量，它们必须满足劳厄方程，但是，、β、γ3个变量不是独立的，例如在直角坐标中应满足：cos2+cos2β+cos2γ=1这就是说，3个变量、β、γ应同时满足4个方程，这在一般条件下是不可能的，因而得不到衍射图。为了解决这个问题，必须再增加一个变数，有两种办法可供选择：①晶体不动（0、β0、γ0固定），改变波长λ，即采用白色X射线，这种方法称为劳厄法；②波长不变，即用单色X射线 ，让晶体绕某晶轴转动，即改变0、β0、γ0 。这样可在某些特定的晶体方位得到衍射图，这种方法叫做转动晶体法。以上两种方法都是对单晶体而言的。如果晶体是多晶，每个小单晶体在空间的取向是随机的，劳厄方程总可以得到满足，这就是粉末法的基础。

x射线通过晶体衍射会分散到不同的角度（衍射线和入射线形成一定角度，而且衍射线不止一条），以此达到分辨晶体的物质和结构的目的。

利用X射线衍射原理制造的X射线衍射仪，是测定晶体结构的最主要仪器。根据衍射的方向可以测定晶 格参数或晶胞的大小和形状。根据衍射线强度分布能够测定原子在晶胞中的坐标，因此X射线衍射法也是测定分子空间构型的主要方法。产生晶体X射线衍射的条件可用劳厄方程来描述，劳厄方程的标量表达式如下：（cos－cos0）=hλb（cosβ－cosβ0）=kλc（cosγ－cosγ0）=lλ式中，b、c为晶胞边长；0、β0、γ0是入射线与晶胞基向量的夹角；、β、γ是衍射线与晶胞基向量的夹角；h、k、l是三个正整数，称为衍射指数；λ是X射线的波长。