X선결정학
[ X-ray crystallography , ─線結晶學 ]
- 요약
결정의 X선회절 현상을 이용하여 결정구조를 조사하는 학문분야이다. 결정구조인자(F)의 절대값과 X선회절 세기의 실측값을 비교하여 결정 단위격자 속의 원자의 위치를 판정한다.
결정의 진동 사진이나 바이센베르크 사진을 이용하여 각 회절무늬의 밀러지수를 정하는 동시에 단위격자의 크기를 결정하고 X선의 세기를 측정하며, 이론적인 결정구조 인자의 계산값과 실측값을 비교하여 결정구조를 판정한다. X선결정학은 1912년 M.라우에가 X선회절 현상을 발견한 이래 근대적 의미에서 결정학의 주요 부분을 차지하고 있다. 결정에 의한 X선회절 현상은 결정 내 격자면에 의한 반사로 여겨지므로 회절 현상이 일어나는 각도는 결정의 대상 요소에 의해 정해진다. 이 요소로는 230개의 조(組)가 마련되어 있으며, 각 결정은 회절이 일어나는 조건에 따라 분류할 수 있다. 이것을 공간군이라고 한다.
이 밖에 결정구조를 해명하는 데는 회절된 X선의 세기가 매우 중요하다. X선회절의 세기는 한 결정체 속에서 생기는 X선의 진폭 및 그들의 간섭에 따른 합성진폭과 관계가 있다. 하나의 원자에서 회절하는 X선의 진폭을 원자구조인자라고 하는데, 이러한 원자구조인자를 한 결정 단위격자 중 여러 원자에 대해 간섭파의 합성으로 다루어 1단위격자의 회절능을 알아내고 이를 결정구조인자(F)로 나타낸다. 이 F의 절대값 F와 X선회절 세기의 실측값을 비교하여 결정 단위격자 속의 원자의 위치를 판정한다. 이 과정을 결정구조해석이라고 한다. X선결정학은 이 결정구조해석을 주축으로 다른 여러 분야와 관련을 맺고 있다.