x射線晶體學技術(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射線來衍射成許多特定的方向。通過測量這些衍射光束的角度和強度晶體可以產(chǎn)生一個三維圖像的密度電子在晶體內(nèi)。從這個電子密度,在晶體內(nèi)部原子的平均位置可以確定,以及他們的化學鍵,他們的晶體障礙和其他各種信息。

x射線晶體學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射線方法可以應用于獲得更少的詳細信息;這些方法包括纖維衍射,粉末衍射(如果樣品沒有結(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,的方法電子晶體學可以申請確定原子結(jié)構(gòu)。

因為很多材料可以形成晶體鹽,金屬,礦物質(zhì),半導體以及各種無機、有機物質(zhì)，x射線晶體學已經(jīng)基本在許多科學領(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,長度和類型的化學鍵,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)類似的其他實驗。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),闡明化學相互作用和過程,或作為依據(jù)設(shè)計藥物。

在單晶x射線衍射測量,安裝在一個晶體測角儀。測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)生一個衍射圖樣定期間隔的點稱為反射。不同方向的二維圖像轉(zhuǎn)化為一個三維晶體中電子的密度模型使用的數(shù)學方法傅里葉變換以樣本,結(jié)合化學數(shù)據(jù)。可憐的決議(模糊性)甚至錯誤可能導致晶體太小,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磁的示例如等離子體,晶體場和軌道作用,磁振子,和聲子,而不是它的原子的分布。