x射线衍射法的原理
X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强。
从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。
将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。
本法的特点在于可以获得元素存在的化合物状态、原子间相互结合的方式，从而可进行价态分析，可用于对环境固体污染物的物相鉴定，如大气颗粒物中的风砂和土壤成分、工业排放的金属及其化合物（粉尘）、汽车排气中卤化铅的组成、水体沉积物或悬浮物中金属存在的状态等等。
扩展资料：
一、发展方向
X射线分析的新发展，金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和有机材料，纳米材料测试的常规方法。而且还用于动态测量。早期多用照相法，这种方法费时较长，强度测量的精确度低。
50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确，并可配备计算机控制等优点，已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。
从70年代以来，随着高强度X射线源（包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源）和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用，使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合，不仅大大加快分析速度，提高精度，而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。
二、应用范围
晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化，这就是X射线衍射物相分析方法的依据。
制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物相定性分析的基本方法。
鉴定出各个相后，根据各相花样的强度正比于改组分存在的量（需要做吸收校正者除外），就可对各种组分进行定量分析。目前常用衍射仪法得到衍射图谱，用“粉末衍射标准联合会（JCPDS）”负责编辑出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”进行物相分析。
参考资料来源：百度百科－X射线衍射分析
原理：将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。
波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。
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x射线衍射法的社会背景：
自1912年劳厄等发现硫酸铜晶体的衍射现象的100年间，X射线衍射这一重要探测手段在人们认识自然、探索自然方面，特别在凝聚态物理、材料科学、生命医学、化学化工、地学、矿物学、环境科学、考古学、历史学等众多领域发挥了积极作用，新的领域不断开拓、新的方法层出不穷。
特别是同步辐射光源和自由电子激光的兴起，X射线衍射研究方法仍在不断拓展，如超快X射线衍射、软X射线显微术、X射线吸收结构、共振非弹性X射线衍射、同步辐射X射线层析显微技术等。这些新型X射线衍射探测技术必将给各个学科领域注入新的活力。
参考资料来源：百度百科-X射线衍射方法
3 X射线衍射原理
1895年伦琴（W.C.RÖntgen）发现奇妙未知的X射线，1912年劳厄（M.V.Laue）用理论和实验证实X射线对晶体能够产生衍射现象。此后晶体结构测定几乎都是由X射线结构分析完成的。此方法基于两个基本原理，一是晶胞尺度是X射线的天然的波长期当的栅板，狭缝，形成一系列相干光产生衍射。
由晶胞形状和大小决定，二是各衍射花样（点线及其点或线、角度、间距、分布等及相对分布）的强度取决于晶胞中原子的种类和空间分布。
3.1 几何晶体学简介
3.1.1晶体和非晶体
3.1.2晶胞和点阵
3.1.3点阵点、直线点阵和平面点阵的指标
（1.点阵点指标uvw
（2.晶向指标[uvw]或直线点阵或晶棱指标
（3.晶面指数或点阵平面指数（hkl）
3.1.4面网指数、等效点阵面和多重性因子
3.1.5四轴定向
3.1.6 7种晶系和14种空间点阵
3.1.6.1 7种晶系
3.1.6.2 14种空间点阵
（1、 倒易点阵 在晶体X射线衍射中，晶体点阵是真实空间点阵，称为正点阵。正点阵的衍射生成倒易点阵，两者互为倒易关系。如果设法画出一个对应某晶体直观点阵图，当假定用平面的法线方向代表该晶面的方向，用法线的长度（线段）代表该晶面相邻两平行晶面间的间距的倒数，从一个点出发的对应该晶体所有晶面的法线线段的终点构成的空间点阵就是该晶体正点阵的倒易点阵。
（5、应用倒易点阵参数计算晶体间距更简便
晶体立体几何图形的点、线、面、棱角两面角体积的计算，依据立体几何学总是能够解决的。但有些非正交晶系的计算相当复杂。倒易点阵的应用可以使问题大为简化。
3.2.3 厄瓦尔德反射球——图解衍射原理
图1 Ewald反射球
倒易点阵最重要的应用就是用厄瓦尔德反射球图解并阐述了衍射原理，由一级布拉格公式 2d sinθ= λ知，
sinθ=(1/d)/(2/λ)，
即与θ成正弦关系的1/d和2/λ分别成为一个直角三角形θ角的对边和斜边。
图1是著名的Ewald反射球。以样品位置C为中心，1/λ为半径作园球，入射X射线ACO（直径）的A、O两点均在球赤道园上，设想晶体内与X射线AC成θ角的晶面（hkl）形成衍射线CG交赤道园于G，则AG⊥OG。∠OAG=θ，OG=1/d。G点是符合布拉格方程的（hkl）晶面的衍射斑点，G点必在这个球面上。此球称为厄瓦尔德反射球。CG是衍射线方向，∠OCG=2θ是衍射角。G点还可以看成是以O点为原点的衍射面（hkl）的法线方向上的一点，该法线长度等于衍射面系列的晶面间距d（hkl）的倒数，不同于真实晶体的虚幻的点O、G及衍射面等组成了以晶体为正点阵的倒易点阵诸元素。O点是倒易点阵原点，OG是倒易矢量Hhkl 【H是黑体字，黑体字表示向量】。
单晶体的倒易点阵是在三维空间有规律排列的阵点，根据厄瓦尔德图解可以领悟到单晶体的衍射斑点组成。粉末多晶体由无数个任意取向的晶粒组成，所以其某一确定值晶面（hkl）的倒易点如晶面（110）在三维空间是均匀分布的，所有晶粒这些晶面（hkl）倒易点的集合构成了一个以O为球心、半径为1/dnkl（=Hhkl）的倒易球壳，显然这个倒易球壳来源于那个｛hkl｝晶面族的衍射。不同晶面间距d的晶面系列的衍射对应不同半径的同心倒易球壳,它们与反射球相交,得到一个个圆。以该圆为底面、以反射球心为顶点的旋转圆锥称为衍射圆锥或衍射锥，圆锥的顶角夹角等于4θ。因为，当样品单晶旋转时或样品是多晶体时，满足布拉格方程的倒易点阵点不仅是标出的一个G点，而是以C为顶点、以CO为对称轴、以CG为母线的旋转圆锥面都是样品中一个（hkl）晶面系列的衍射方向，该旋转圆锥面的顶角为4θ，其与反射球交点轨迹就是G点所在的垂直于直径ACO的圆。
图2 旋转晶体的倒易点阵
这是（hkl）晶面等于某一组特定值时的情况。当（hkl）值换为另一组值，衍射面自然也变为另一组值，布拉格角θhkl随hkl值变换而不同于前一个θ角，衍射角2θhkl也随之改变，衍射斑点的位置也相应改变。晶面指数不是连续变化，衍射园锥面也相应地断续发生。旋转晶体在其转轴[001]方向获得如图5-20的倒易点阵结构：以转轴为轴的以晶体处即反射球心为顶点的以2θ为半顶角的一系列不连续的园锥面再与反射球相交成为交线圆。这些圆平面垂直于纸面，故在纸面上的投影被画为直线。从中心向两侧分别标以l=0、±1、±2、……，用感光胶片在垂直于l轴或C*轴方向接收，会得到一系列同心圆环（或称为德拜园环）。放感光胶片到平行于l轴方向，接收到的由衍射锥留下的交线图案就是一系列类双曲线极限球。
在厄瓦尔德图解中，当晶体绕ACO轴旋转时或让入射线沿任意方向入射时，凡处在以2/λ为半径的球O内的倒易点阵点都有可能与反射球相交，即这些倒易点所反映的衍射晶面才有发生衍射的可能，而那些倒易点处于球O之外的对应晶面则不能发生衍射（因为与反射球无交点，不符合布拉格方程。）故半径为2/λ的球O称为极限球。它给出了一定入射波长下可以发生衍射晶面的范围，即Hhkl≤2/λ，显然结论与布拉格方程一致。另外，可看出，选用的X射线源的λ越小，极限球越大，能够产生衍射的晶体越多。图3显示了厄瓦尔德反射球、极限球和晶体的倒易点阵之间的相互关系，其中空心小圈表示可能发生衍射的倒易点阵区域。各种X射线衍射的基本方法原理都是根据反射球和倒易点阵的关系设计的。
附图4是平板照相法X射线衍射示意图。
x射线衍射法的原理涉及的基础知识较多，不是简单一段话、二段话就能够深入浅出地讲清了的。你还是要看教科书、或滚雪球式地搜索大量的相关知识，才可能学懂的。
原理：X射线衍射法是一种研究晶体结构的分析方法，而不是直接研究试样内含有元素的种类及含量的方法。当X射线照射晶态结构时，将受到晶体点阵排列的不同原子或分子所衍射。X射线照射两个晶面距为d的晶面时，受到晶面的反射，两束反射X光程差2dsinθ使入射波长的整数倍时，即2dsinθ=nλ（n为整数），两束光的相位一致，发生相长干涉，这种干涉现象称为衍射，晶体对X射线的这种折射规则称为布拉格规则。θ称为衍射角（入射或衍射X射线与晶面间夹角）。n相当于相干波之间的位相差，n=1，2…时各称0级、1级、2级……衍射线。反射级次不清楚时，均以n=1求d。晶面间距一般为物质的特有参数，对一个物质若能测定数个d及与其相对应的衍射线的相对强度，则能对物质进行鉴定。
x射线衍射原理及应用
答：x射线衍射原理及应用如下：1、物理特性，穿透作用。X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关，...
X-射线衍射分析法测试什么...
答：X射线衍射原理及应用介绍 特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20～0.06 nm)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子...
X射线衍射法详细资料大全
答：X射线衍射法 ，是指使用X射线探测某些分子或晶体结构的科研方法。基本介绍 中文名 ：X射线衍射法 外文名 ：X-ray scattering techniques 词目 ：X射线衍射法 目的 ：X射线来研究晶体中原子排列 简介,发明,原理,实际套用, 简介 X射线衍射法 ，是指使用X射线探测某些分子或晶体结构的...
X射线的原理及在电子材料研究中的应用
答：放感光胶片到平行于l轴方向，接收到的由衍射锥留下的交线图案就是一系列类双曲线极限球。图3是平板照相法（平面底片法）获得X射线衍射图原理的图解；感光胶片垂直于X射线摆放。图3中的样品就是无规取向聚甲醛POM。这种照相法的优点是一次实验可获得较多的衍射记录。解析衍射图案可以获得样品的许多结构...
X-射线衍射分析法测试什么
答：X射线的衍射分析法可以用来对无机物进行定性分析。
试述x射线衍射检测蛋白质结构的原理
答：用x射线的优点是：速度快，通常只要拿到晶体，甚至当天就能得到结构，另外不受大小限制，无论是多大的蛋白，或者复合体，无论是蛋白质还是RNA、DNA，还是结合了什么小分子，只要能够结晶就能够得到其原子结构。所以x射线方法解析蛋白的瓶颈是摸索蛋白结晶的条件。 X射线衍射方向决定于晶体的周期或晶面间隔...
关于衍射,衍射的实质是什么?为什么会发生衍射?发生衍射的条件?晶体衍 ...
答：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）...
X射线衍射仪的工作原理
答：X射线衍射仪工作原理 X射线是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构，织构及应力。对物质进行物相分析、定性分析、定量分析。广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等领域。特征X射线是一种波长很短(约为20～0.06nm)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶...
X射线衍射仪的工作原理X射线衍射仪的工作原理介绍
答：只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。3、X射线衍射仪是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构，织构及应力，精确的进行物相分析，定性分析，定量分析。广泛应用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教学，材料生产等领域。
X射线衍射分析原理简介
答：通过测量已知衍射角下的波长，我们可以推算出面间隔，从而揭示原子或离子的有序排列方式，进行定性分析。定量分析则依赖于对衍射X射线强度的比较。这种方法的特别之处在于，它能够揭示元素在化合物中的存在状态，以及原子间的结合方式，进一步实现价态分析。X射线衍射分析广泛应用于环境固体污染物的鉴定，例如...
