Power X-Ray Diffraction

多晶X射线衍射(粉末X射线衍射)

Abstract
XRD/PXRD原理,应用和结果分析

背景

药物大部分以晶体的形式存在,利用X射线衍射,我们可以获得每种不同的晶型的药物特征的衍射信息。如同指纹一样,在数据库中每种晶型都有特征的衍射图谱。

XRD(X-Ray Diffraction)中文全称是X射线衍射,是一种高效的材料无损检测技术,用于一种表征晶体结构及其变化变化的检测手段。当某物质(晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等物质特性决定该物质产生特有的衍射图谱。

XRD

XRD

1895年,德国物理学家W.K.伦琴首次发现了X射线的存在,故X射线又称伦琴射线。X射线的本质是0.01~10nm(介于紫外线和γ射线之间),对应频率范围3×1016 Hz至3×1019Hz、能量范围100eV至100keV的电磁辐射形式。能量很大的电磁波,具有波粒二象性。

光谱

光谱
Note

产生X射线的方法

  • 最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶
  • 同步加速器或自由电子激光

探测器

  • 照相底板
  • 利用X射线照射在特定材质上以产生萤光

基本原理

X射线衍射分析法是利用晶体形成的X射线衍射现象,对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。实验中,通常是将具有一定波长的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。

当一束单色X射线射入到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。

X射线衍射基础

XRD衍射

X 射线衍射(XRD)是固体结构研究的基础技术,可为目标样品的化学组成和结构排列提供独特的光谱信息。根据布拉格定律,测量X射线管发射的一次X射线与其衍射束的夹角以及衍射束的强度,进而获得相关数据。因此,我们可以使用许多不同的透射-反射几何来分析特定的样品。当然,在仪器上是需要配置一系列直观的运动部件。

粉末衍射的特点