X－射线检验的结果正是研究液体分子结构最有力的工具，在统计力学中称之为径向分布函数理论。所谓径向分布函数，简单地说，就是在一个分子的周围距离为r的地方出现另一个分子的几率相对于随机分布的比值。

       现在我们讨论某一体系，体系中有粒子数为N，体系体积为V。取一个特定的分子为讨论分子，设在距离讨论分子r处的微体积元dr内分子的数密度为ρ_r，则微体积元dr内分子的数应为ρ_rdr。如果分子间不存在相互作用，则体系中分子的分布应是完全随机的，此时ρ_r应等于体系的平均数密度ρ₀（ρ₀＝N/V）。这样，径向分布函数被定义为：

g(r)=ρ_r/ρ₀          [3-5-1]

       上式表明，g(r)不仅是r，且也是密度与温度的函数。由上式可知，在微体积元dr内的分子数则为：

ρ_rdr=ρ₀g(r)dr          [3-5-2]

       径向分布函数可由X射线衍射的实验得到。图3－6－1为以X射线衍射对液态钾的分子结构进行研究的结果。

       图中纵坐标是径向分布函数g（r），而横坐标是分子间距离r。由图可见，g（r）随r的变化有下列特征：在r较小时g（r）存在有几个峰值，分别称为讨论分子的第一、第二、……配位图。第一配位圈的峰值位置相应于分子间相互作用勢能u（r）的最低点r₀处（见图3－4－1（a））。液态钾分子在与其相距约为0．464nm处出现径向分布函数的第一个峰值，即在此处会排列分布一些近邻的钾原子。在约两倍于这个距离，即0．85~0．90nm处测试曲线出现第两个峰值，但此峰值要较第一个峰值低许多，也就是说，发现一个近邻钾原子的机会仅比无规则随机分布时要稍大一些。但是超过这个距离时液体就表现出各向同性现象。

       汞的测试结果与钾的结果相似，求原子最近的邻居位于约0．3nm处。而液态水分子的最近的一些水分子约在0．29nm。并且都是在分子间距离大过一定数值时，液体径向分布函数的数值等于1。这说明在液体中随着分子间距离r的增加，g（r）的第二、三……配位圈的峰值均会随之降低。综合上述，径向分布函数使液体内分子分布具有如下规律：
       当r≤d₀时，             g（r）=0
       当d₀＜r＜λ时，       g（r）=ρ_r/ρ₀
       当λ≤r＜∞时，g（r）＝1，此时已是无规律的随机分布一结构，ρ_r=ρ₀。
       式中λ为分子间有效作用距离。
       依据相关文献列示的对液态钾在70℃下X射线衍射的测试结果知，在径向分布函数对分子间距离的曲线上，第一峰处峰值的ρ_r对ρ₀的比值约为2～2．2，而在395℃时约为1．7~1．8。现将液态汞和液态氩的测试结果列示于表3－5－1中。

表3－5－1    不同温度下液态汞和氩的径向分布函数数值

       由上述所列数据可推测液体结构下列一些信息：
       （1）当分子间距离大于一定数值λ时，由于这时有关系ρ_r=ρ₀，故可认为讨论体系的分子微观分布状态具有无序性随机性特征。亦就是说，此时液体分布结构的特征可以近似认为与气体微观分子分布结构特征一致，即认为是种随机分布的统计平均结构。因而在宏观上，液体的性质亦呈现有统计性、随机性和平均性三个特性。
       （2）但是径向分布函数理论还反映液态分子排列结构具有另一特性。X射线研究结果表明，液体中每个分子都有一定数目并呈某种几何构型的最邻近分子围绕着它。这种结构是随时间而起伏的，所以它不是完全有规则的。实际上是一些分子在一个分子周围所形成的任何规律性，在三、四个分子直径以外的地方就已经消失了。
       这种局部的结晶性或有组织性在文献中通常的说法为液体的近程有序性。如上所说，这种近程有序性只存在在液体中每个分子的周围，因此是一种微观结构。由此可知，液态分子排列结构的另一特点为在微观结构中，液体并不同于气体，不是随机分布的平均结构，而是一种特殊的近程有序结构。
       由上分析可知，液态物质分子排列结构的基本特点是宏观上呈现的是随机分布的统计平均结构，而其微观分子排列结构则是近程有序结构。
       近代著作中对液体微观结构的看法与此相似。范宏昌对液体微观结构总结为：液体的微观结构是短程有序、长程无序。从宏观范围看，液体内原子、分子的有规则周期排列不再存在，但局部看，在几个或十几个原子间距的范围内，常常还有一定的规则排列，短程有序的一个小区域可看作一个单元，液体可看作由许多这样的单元完全无序地集合在一起构成的，因而液体在宏观上表现为各向同性。但由于分子的热运动相对较强，这种单元的边界和大小随时在改变，有时这种单元会解体，新的单元也会不断形成。
       因此我们在处理液体问题能否这样地考虑，即认为在讨论液体体系内部存在着两个系统，一个是类似于真实气体的相依子开放系统，其微观结构特征为随机性、无序性和统计平均性。另一个类似固体的开放系统，其微观结构特征为有规律性和有序性。这两个系统在液体内相互交换着能量和物质，在一定讨论条件下达到一定的平衡状态。例如，在讨论温度较低时液体分子聚集或类似固体的开放系统的可能性大，而在温度增高时分子出现在前一种系统内的概率应增高。