Cristalografía de raios X
técnica para a análise de materiais / From Wikipedia, the free encyclopedia
A cristalografía de raios X é unha técnica experimental para o estudo e análise de materiais, baseada no fenómeno da difracción dos raios X por sólidos en estado cristalino.
Os raios X son difractados polos electróns que rodean os átomos por ser a súa lonxitude de onda da mesma orde de magnitude que o raio atómico. O feixe de raios X que emerxe tras esta interacción contén información sobre a posición e tipo de átomos encontrados no seu camiño. Os cristais, grazas á súa estrutura periódica, dispersan elasticamente os feixes de raios X en certas direccións e amplifícanos por interferencia construtiva, orixinando un padrón de difracción.[n. 1] Existen varios tipos de detectores especiais para observar e medir a intensidade e posición dos raios X difractados, e a súa análise posterior por medios matemáticos permite obter unha representación a escala atómica dos átomos e moléculas do material estudado.
Max von Laue realizou os primeiros experimentos de cristalografía de raios X en 1912. Von Laue, William Henry Bragg e William Lawrence Bragg desenvolveron inicialmente a teoría de difracción de cristais, tarefa á que axiña se sumaron outros científicos. Ao longo do século XX tiveron lugar varios avances teóricos e técnicos, como a aparición das supercomputadoras e o uso de sincrotróns para a produción de raios X, que incrementaron a capacidade do método para determinar as propiedades estruturais de todo tipo de moléculas: sales, materiais inorgánicos complexos, proteínas e mesmo compoñentes celulares como os ribosomas. É posible traballar con monocristais ou con po microcristalino, conseguíndose diferentes datos en ambos os casos: para as aplicacións que requiren só unha caracterización precisa dos parámetros da rede cristalina, pode ser suficiente unha difracción de raios X por po, pero para unha determinación precisa das posicións atómicas é preferible traballar con monocristais.
Dada a relación existente entre a estrutura tridimensional das moléculas e as súas propiedades químicas e físicas, a cristalografía contribuíu ao avance en varias disciplinas científicas como a química, a bioloxía molecular, a xeoloxía, a física aplicada e a ciencia de materiais. A ampla dispoñibilidade de tubos de raios X, complementada co desenvolvemento de fontes de raios X de alta intensidade aumentou significativamente o seu impacto nestes campos de investigación e tamén en áreas con aplicacións industriais, como o desenvolvemento de fármacos e a mineraloxía aplicada. A maior limitación deste método é a necesidade de traballar con sistemas cristalinos, polo que non é aplicable a disolucións, a sistemas biolóxicos in vivo, a sistemas amorfos ou a gases. Nalgúns casos, os raios X poden romper os enlaces químicos que manteñen a integridade estrutural, o que ten como resultado un modelo distorsionado da molécula estudada. Este problema afecta especialmente os materiais de interese biolóxico.