Рентгенова кристалография
Рентгеновата кристалография е начин да се види триизмерната структура на дадена молекула. Електронният облак на атома леко огъва рентгеновите лъчи. Така се получава "картина" на молекулата, която може да се види на екран. Методът може да се използва както за органични, така и за неорганични молекули. Пробата не се разрушава в процеса.
Техниката е изобретена съвместно от сър Уилям Браг (1862-1942) и неговия син сър Лорънс Браг (1890-1971). Те получават Нобелова награда за физика за 1915 г. Лорънс Браг е най-младият нобелов лауреат. Той е директор на Кавендишката лаборатория в Кеймбриджкия университет, когато през февруари 1953 г. Джеймс Д. Уотсън , Франсис Крик , Морис Уилкинс и Розалинд Франклин откриват структурата на ДНК.
Най-старият метод на рентгеновата кристалография е рентгеновата дифракция (XRD). Рентгеновите лъчи се изстрелват към единичен кристал и начинът, по който те се разпръскват, създава модел. Тези модели се използват за определяне на разположението на атомите в кристала.
Модел на рентгенова дифракция на кристализиран ензим. Моделът на петната (отраженията) и относителната сила на всяко петно (интензитети) се използват за определяне на структурата на ензима.
Модел на рентгенова дифракция на кристализиран ензим. Моделът на петната (отраженията) и относителната сила на всяко петно (интензитетите) се използват за определяне на структурата на ензима.
Рентгенов анализ на кристали
Кристалите са правилни масиви от атоми, което означава, че атомите се повтарят отново и отново в трите измерения. Рентгеновите лъчи са вълни на електромагнитно излъчване. Когато рентгеновите лъчи се срещнат с атоми, електроните в атомите предизвикват разсейване на рентгеновите лъчи във всички посоки. Тъй като рентгеновите лъчи се излъчват във всички посоки, рентгеновото лъчение, което се сблъсква с електрон, предизвиква вторични сферични вълни, които се излъчват от електрона. Електронът е известен като разсейвател. Правилен масив от разсейватели (тук повтарящият се модел на атомите в кристала) създава правилен масив от сферични вълни. Въпреки че тези вълни се унищожават взаимно в повечето посоки, те се сумират в няколко специфични посоки, определени от закона на Браг:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } 
Тук d е разстоянието между дифракционните равнини, θ {\displaystyle \theta }
е ъгълът на падане, n е всяко цяло число, а λ е дължината на вълната на лъча. Тези специфични посоки се появяват като петна върху дифракционната картина, наречени отражения. По този начин рентгеновата дифракция е резултат от попадането на електромагнитна вълна (рентгеновото лъчение) в правилен масив от разсейватели (повтарящата се подредба на атомите в кристала).
Входящият лъч (отгоре вляво) кара всеки разсейващ елемент (напр. електрон) да преизлъчи част от енергията си като сферична вълна. Ако атомите са разположени симетрично с разстояние d, тези сферични вълни ще се сумират само там, където разликата в дължината на пътя им 2d sin θ е равна на кратно на дължината на вълната λ. В този случай в дифракционната картина се появява точка на отражение
Рентгенов анализ на кристали
Кристалите са правилни масиви от атоми, което означава, че атомите се повтарят отново и отново в трите измерения. Рентгеновите лъчи са вълни на електромагнитно излъчване. Когато рентгеновите лъчи се срещнат с атоми, електроните в атомите предизвикват разсейване на рентгеновите лъчи във всички посоки. Тъй като рентгеновите лъчи се излъчват във всички посоки, рентгеновото лъчение, което се сблъсква с електрон, предизвиква вторични сферични вълни, които се излъчват от електрона. Електронът е известен като разсейвател. Правилен масив от разсейватели (тук повтарящият се модел на атомите в кристала) създава правилен масив от сферични вълни. Въпреки че тези вълни се унищожават взаимно в повечето посоки, те се сумират в няколко специфични посоки, определени от закона на Браг:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda }
Тук d е разстоянието между дифракционните равнини, θ {\displaystyle \theta } е ъгълът на падане, n е всяко цяло число, а λ е дължината на вълната на лъча. Тези специфични посоки се появяват като петна върху дифракционната картина, наречени отражения. По този начин рентгеновата дифракция е резултат от попадането на електромагнитна вълна (рентгеновото лъчение) в правилен масив от разсейватели (повтарящата се подредба на атомите в кристала).
Входящият лъч (отгоре вляво) кара всеки разсейващ елемент (напр. електрон) да излъчи отново част от енергията си като сферична вълна. Ако атомите са разположени симетрично с разстояние d, тези сферични вълни ще се сумират само там, където разликата в дължината на пътя им 2d sin θ е равна на кратно на дължината на вълната λ. В този случай в дифракционната картина се появява точка на отражение
Свързани страници
Свързани страници
Въпроси и отговори
В: Какво представлява рентгеновата кристалография?
О: Рентгеновата кристалография е техника, използвана за виждане на триизмерната структура на молекула, която създава картина на екран чрез огъване на рентгеновите лъчи от електронния облак на атома.
Въпрос: Може ли рентгеновата кристалография да се използва както за органични, така и за неорганични молекули?
О: Да, рентгеновата кристалография може да се използва за изследване както на органични, така и на неорганични молекули.
В: Кои са изобретателите на рентгеновата кристалография?
О: Сър Уилям Браг и синът му сър Лорънс Браг съвместно изобретяват рентгеновата кристалография и получават Нобелова награда за физика през 1915 г. за своето откритие.
В: Кой е най-старият метод на рентгеновата кристалография?
О: Най-старият метод на рентгеновата кристалография е рентгеновата дифракция (XRD), при която рентгенови лъчи се изстрелват към единичен кристал, за да се получи модел, който може да се използва за определяне на разположението на атомите в кристала.
Въпрос: Унищожава ли се образецът по време на процеса на рентгенова кристалография?
О: Не, пробата не се унищожава по време на процеса на рентгенова кристалография.
Въпрос: Кой е бил директор на лабораторията "Кавендиш", когато е направено откритието за структурата на ДНК?
О: Сър Лорънс Браг е бил директор на лабораторията Cavendish в Кеймбриджкия университет, когато през февруари 1953 г. Джеймс Д. Уотсън, Франсис Крик, Морис Уилкинс и Розалинд Франклин откриват структурата на ДНК.
Въпрос: Кой е най-младият Нобелов лауреат за физика?
О: Сър Лорънс Браг е най-младият Нобелов лауреат по физика, който получава наградата през 1915 г. за съвместното си откритие на рентгеновата кристалография с баща си сър Уилям Браг.
