Рентгеноструктурный анализ - это метод изучения строения вещества при помощи рентгеновских лучей. Этот метод оказался наиболее полезным в определении расстояния между атомами.
Рентгеновские лучи - невидимые глазом электромагнитные волны, распространяющиеся во все стороны от источника (рентгеновской трубки). Длина рентгеновских волн очень и очень мала. Это свойство и позволяет применить рентгеновские лучи для измерения расстояний между атомами. Это происходит следующим образом.
Очень узкий рентгеновский луч падает на маленький кристалл; при этом направление луча образует с ребром кристалла прямой угол. Допустим кристалл состоит из атомов одного сорта. Вдоль ребра кристалла эти атомы располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Рентгеновский луч попадает на все атомы кристалла и они начинают рассеивать его во все стороны. Это приводит к тому, что кроме основного луча, который проходит сквозь кристалл, не отклоняясь, появляются лучи, идущие во всех направлениях от каждого атома.
Эти вторичные лучи начинают складываться (происходит интерференция). Это сложение может привести к усилению рассеянного луча или же к его уничтожению. Усиленный рассеянный луч возникает тогда, когда пути, пройденные вторичными лучами от любых двух соседних точек до их общего фронта отличаются друг от друга на одну длину волны.
Это означает, что угол отклонения рассеянного луча определяется отношением длины волны и расстоянию между атомами. Таким образом, если длина волны нам известна, а угол отклонения рассеянного луча можно измерить, то следовательно можно вычислить и расстояние между атомами.