单晶衍射分析概述02概述.ppt

单晶X-射线衍射分析概述 Institute of Traditional Chinese Medicine and Natural ProductsJinan University 1 概述 将一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到周期性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互加强，而在某些方向上相互减弱，从而显示与晶体结构对称性相对应的衍射图样。X射线衍射分析是利用晶体对X射线的衍射效应，对物质的三维结构进行分析的方法。 什么是单晶X-射线衍射分析? 单晶X-射线衍射 代表性单晶X-射线衍射 与X-射线衍射分析相关的诺贝尔奖有哪些？ X射线及晶体领域的部分诺贝尔奖获得者 保罗·博耶和约翰·沃克因为在研究ATP酶结构方面的贡献而获得了1997年诺贝尔化学奖； 罗德里克·麦金农由于在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面的贡献而获得了2003年诺贝尔化学奖； 罗杰·科恩伯格因为在真核转录的分子基础研究上的贡献而获得了2006年诺贝尔化学奖； 文卡特拉曼·拉马克里希南、托马斯·施泰茨和阿达·约纳特由于对核糖体结构和功能方面的研究而获得了2009年诺贝尔化学奖； 2011年诺贝尔化学奖得主Dan Shechtman, 因为发现准晶。 罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·科比尔卡由于对G蛋白偶联受体的研究而获得了2012年诺贝尔化学奖； 2013年9月16日?-?瑞典皇家科学院宣布授予清华大学施一公教授2014年度爱明诺夫奖(Gregori Aminoff Prize),奖励他运用X-射线晶体学手段在细胞凋亡研究领域做出的突出贡献. 2、什么是晶体，与非晶体的区别是什么？ 自然界中的物质通常以三种聚集态出现：固态、液态、气态。 如果固态物质中，原子(或离子、分子)是按照一种确定的方式在三维空间做严格的周期性的排列，即相隔一定的距离(即周期)重复出现，这样的物质称为单晶体，如： 食盐 糖 紫水晶 白水晶 石膏 水晶 方解石 钟乳石 如果原子(或离子、分子)在空间的分布不具备这种严格的周期规律就称为非晶体，如：玻璃、塑料、松香、陶瓷等。 玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。 在实际工作中，部分同学可能会将玻璃当成晶体 玻璃 准晶 长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性 X-射线衍射技术的基本特点 X-射线衍射不是吸收光谱。 可用于有机分子包括金属有机框架（MOF）、无机分子、生物大分子如蛋白质、核酸等的三维结构分析。 是测定有机分子绝对构型的最可靠手段。 对样品无破坏性。 3、X-射线晶体学 X射线晶体学的起源 ?1895年德国物理学家伦琴发现了Ｘ射线. 伦琴M.K.R?ntgen (1845-1923) 德国物理学家 伦琴是德国维尔茨堡大学校长，第一届诺贝尔奖获得者。1895年他发现一种穿透力很强的一种射线。后来很快在医学上得到应用，也引起各方面重视。 X-射线为不带电的粒子流，由实验发现不受电场磁场的影响。本质和光一样。是波长很短的电磁波。 劳厄M.von.Laue德国物理学家(1879-1960) 1912年劳厄证实了Ｘ射线照射晶体会发生相干散射（后来叫衍射）现象。由此开创了Ｘ射线微观晶体学领域。 劳 厄 斑 点 根据劳厄斑点的分布可算出晶面间距 晶体可看作三维 晶体 底 片 铅 屏 X 射 线 管 立体光栅 X射线单晶结构分析原理 由于组成晶体的原子间距离与X射线的波长为同一数量级，因此，具有点阵结构的晶体就成为X射线的天然三维光栅。 当X射线射入到晶体后，在晶体中产生周期性变化的电磁场，迫使晶体内原子中的电子产生受激振动，部分X射线将改变其原来的方向，如果次级射线的波长与入射X射线的波长相同，散射波之间将出现干涉现象，这就是衍射现象。 X射线单晶结构分析应用的正是晶体对X射线的衍射效应。 晶体 衍射图 X 射 线 管 The End * * * 大家看下这张图中衍射点很多，很小，跟它的晶胞大小是有关系的。 * * * * 大家看下这张图中衍射点很多，很小，跟它的晶胞大小是有关系的。 *