AlegsaOnline.com

X-ışını kristalografisi

Yazar: Leandro Alegsa

18-06-2022

X-ışını kristalografisi bir molekülün üç boyutlu yapısını görmenin bir yoludur. Bir atomun elektron bulutu X-ışınlarını hafifçe büker. Bu da molekülün ekranda görülebilen bir "resmini" oluşturur. Hem organik hem de inorganik moleküller için kullanılabilir. İşlem sırasında numune tahrip olmaz.

Bu teknik Sir William Bragg (1862-1942) ve oğlu Sir Lawrence Bragg (1890-1971) tarafından ortaklaşa icat edilmiştir. İkili 1915 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazanmıştır. Lawrence Bragg Nobel Ödülü'ne layık görülen en genç kişidir. Şubat 1953'te James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin tarafından DNA'nın yapısı keşfedildiğinde Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı'nın direktörüydü.

X-ışını kristalografisinin en eski yöntemi X-ışını kırınımıdır (XRD). X-ışınları tek bir kristale gönderilir ve dağılma şekilleri bir desen oluşturur. Bu desenler, kristalin içindeki atomların düzenini çözmek için kullanılır.

Kristalize bir enzimin X-ışını kırınım deseni. Noktaların (yansımaların) deseni ve her bir noktanın göreceli gücü (yoğunluklar) enzimin yapısını çözmek için kullanılır

Kristallerin X-ışını analizi

Kristaller düzenli atom dizileridir, yani atomlar her üç boyutta da defalarca tekrarlanır. X-ışınları elektromanyetik radyasyon dalgalarıdır. X-ışınları atomlarla karşılaştığında, atomlardaki elektronlar X-ışınlarının her yöne dağılmasına neden olur. X-ışınları her yöne yayıldığından, bir elektrona çarpan X-ışını elektrondan yayılan ikincil küresel dalgalar üretir. Elektron saçıcı olarak bilinir. Düzenli bir saçıcı dizisi (burada kristaldeki atomların tekrar eden deseni) düzenli bir küresel dalga dizisi üretir. Bu dalgalar çoğu yönde birbirini iptal etse de, Bragg yasası tarafından belirlenen birkaç belirli yönde toplanırlar:

2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } $2d\sin \theta =n\lambda$

Burada d kırınım düzlemleri arasındaki boşluk, θ {\displaystyle \theta } $\theta$ gelen açı, n herhangi bir tam sayı ve λ ışının dalga boyudur. Bu belirli yönler, kırınım deseni üzerinde yansıma adı verilen noktalar olarak görünür. Böylece, X-ışını kırınımı bir elektromanyetik dalganın (X-ışını) düzenli bir saçıcı dizisine (kristal içindeki atomların tekrar eden düzeni) çarpmasından kaynaklanır.

Gelen ışın (sol üstten) her bir saçıcının (örneğin elektron) enerjisinin bir kısmını küresel bir dalga olarak yeniden yaymasına neden olur. Eğer atomlar simetrik olarak d ayrımı ile dizilirse, bu küresel dalgalar sadece yol uzunluğu farkı 2d sin θ'nın dalga boyu λ'nın katına eşit olduğu yerde toplanır. Bu durumda, kırınım deseninde bir yansıma noktası oluşur

Kristallerin X-ışını analizi

2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } $2d\sin \theta =n\lambda$

İlgili sayfalar

Sorular ve Yanıtlar

S: X-ışını kristalografisi nedir?

C: X-ışını kristalografisi, bir molekülün üç boyutlu yapısını görmek için kullanılan ve bir atomun elektron bulutundan gelen X-ışınlarını bükerek ekranda bir resim oluşturan bir tekniktir.

S: X-ışını kristalografisi hem organik hem de inorganik moleküller için kullanılabilir mi?

C: Evet, X-ışını kristalografisi hem organik hem de inorganik molekülleri incelemek için kullanılabilir.

S: X-ışını kristalografisinin mucitleri kimlerdir?

C: Sir William Bragg ve oğlu Sir Lawrence Bragg X-ışını kristalografisini birlikte icat ettiler ve keşifleri için 1915 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazandılar.

S: X-ışını kristalografisinin en eski yöntemi nedir?

C: X-ışını kristalografisinin en eski yöntemi X-ışını kırınımıdır (XRD); burada X-ışınları tek bir kristale gönderilerek kristal içindeki atomların düzenini belirlemek için kullanılabilecek bir desen oluşturulur.

S: X-ışını kristalografi işlemi sırasında numune yok edildi mi?

C: Hayır, X-ışını kristalografi işlemi sırasında numune yok edilmez.

S: DNA'nın yapısının keşfi yapıldığında Cavendish Laboratuvarı'nın Direktörü kimdi?

C: Sir Lawrence Bragg, Şubat 1953'te James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin tarafından DNA'nın yapısının keşfi yapıldığında Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı'nın direktörüydü.

S: En genç Nobel Fizik Ödülü sahibi kimdir?

C: Sir Lawrence Bragg, babası Sir William Bragg ile birlikte X-ışını kristalografisini keşfettikleri için 1915 yılında ödülü kazanan en genç Nobel Fizik Ödülü sahibidir.