Рентгеноструктурный анализ - изучение структуры веществ

Рентгеноструктурный анализ является методом исследования структурного строения веществ. В его основе лежит дифракция рентгеновского луча на специальных кристаллических трехмерных решетках. При исследовании используют волны, длина которых составляет примерно 1А, что соответствует размерам атома. Надо сказать, что рентгеноструктурный анализ вместе с нейтронно-и электронографией относится к дифракционным методам определения структуры исследуемого вещества.

Он помогает исследовать атомное строение, пространственные группы элементарной ячейки, ее размер и форму, а также группу симметрии кристаллов. С помощью этой методики изучают металлы и их различные сплавы, органические и неорганические соединения, минералы, аморфные материалы, жидкости, а также газы. В некоторых случаях применяется рентгеноструктурный анализ белков, нуклеиновых кислот и других веществ.

 Данный анализ помогает установить атомную структуру кристаллических материалов, которые имеют четко определенное строение и являются естественной дифракционной решеткой для рентгеновских лучей. Стоит отметить, что при исследовании других веществ рентгеноструктурный анализ требует наличия кристаллов, что является важной, но достаточно сложной задачей.

Дифракцию рентгеновских лучей обнаружил Лауэ, теоретические основы разработаны Вульфом и Брэггом. Применять обнаруженные закономерности в роли анализа предложили Дебай и Шеррер. Надо сказать, что в настоящее время рентгеноструктурный анализ остается одним из распространенных методик определения структуры веществ, поскольку он прост в исполнении и не требует значительных материальных затрат.

Он позволяет исследовать различные классы веществ, а ценность полученной информации обусловливает внедрение все новых методик. Так, сперва начали изучать строение вещества при использовании функции межатомных векторов, позже были разработаны прямые методы определения кристаллической структуры. Стоит отметить, что первыми веществами, которые исследовались с помощью рентгеновских лучей, были хлориды натрия и калия.

Изучение пространственного строения белков началось в 30-х годах прошлого века в Великобритании. Полученные данные дали начало молекулярной биологии, которая позволила выявить важные физико-химические свойства белков, а также создать первую модель ДНК.

С 50-х годов активно начали развиваться компьютерные методы сборки информации, которая была получена при рентгеновском структурном анализе.

На сегодняшний день используются синхротроны. Они являются монохромными источниками рентгеновского излучения, которые применяются для облучения кристаллов. Наиболее эффективными данные приборы оказываются при методе многоволновой аномальной дисперсии. Стоит отметить, что они применяются только в государственных научных центрах. В лабораториях используют менее мощную технику, которая служит только для проверки качества кристаллов, а также для получения грубого анализа веществ.