Diferencia entre revisiones de «Cristalografía de rayos X»

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Los rayos X son difractados por los [[electrón|electrones]] que rodean los átomos por ser su [[longitud de onda]] del mismo orden de magnitud que el [[radio atómico]]. El haz de rayos X emergente tras esta interacción contiene información sobre la posición y tipo de átomos encontrados en su camino. Los cristales, gracias a su estructura periódica, [[Teoría de la dispersión|dispersan elásticamente]] los haces de rayos X en ciertas direcciones y los amplifican por [[interferencia constructiva]], originando un patrón de [[difracción]].<ref group=n.>El término 'difracción de rayos X' se utiliza a menudo para referirse a la aplicación de este fenómeno a la cristalografía; sin embargo, es posible observar difracción por materiales no cristalinos. Por ejemplo, la estructura de la doble hélice de ADN se elucidó por primera vez usando datos de difracción de rayos X por fibras deshidratadas de ADN.</ref> Existen varios tipos de detectores especiales para observar y medir la intensidad y posición de los rayos X difractados, y su análisis posterior por medios matemáticos permite obtener una representación a escala atómica de los átomos y moléculas del material estudiado.
 
[[Max von Laue]] holirealizó taleslos primeros experimentos de cristalografía de rayos X en 1912. Von Laue, [[William Henry Bragg]] y [[William Lawrence Bragg]] desarrollaron inicialmente la teoría de difracción de cristales, tarea a la que pronto se sumaron otros científicos. A lo largo del siglo XX tuvieron lugar varios avances teóricos y técnicos, como la aparición de los [[Supercomputadora|superordenadores]] y el uso de [[sincrotrón|sincrotrones]] para la producción de rayos X, que incrementaron la capacidad del método para determinar las propiedades estructurales de todo tipo de moléculas: [[sal (química)|sales]], materiales inorgánicos complejos, [[proteína]]s y hasta componentes celulares como los [[ribosoma]]s. Es posible trabajar con monocristales o con polvo microcristalino, consiguiéndose diferentes datos en ambos casos: para las aplicaciones que requieren solo una caracterización precisa de los parámetros de la red cristalina, puede ser suficiente la difracción de rayos X por polvo; para una dilucidación precisa de las posiciones atómicas es preferible trabajar con monocristales.
 
Dada la relación existente entre la estructura tridimensional de las moléculas y sus propiedades químicas y físicas, la cristalografía ha contribuido al avance en varias disciplinas científicas como la [[química]], la [[biología molecular]], la [[geología]], la [[física aplicada]] y la [[ciencia de materiales]]. La amplia disponibilidad de tubos de rayos X, complementada con el desarrollo de fuentes de rayos X de alta intensidad ha aumentado significativamente su impacto en estos campos de investigación así como en áreas con aplicaciones industriales, como el [[farmacología|desarrollo de fármacos]] y la [[mineralogía|mineralogía aplicada]]. La mayor limitación de este método es la necesidad de trabajar con sistemas cristalinos, por lo que no es aplicable a [[disolución|disoluciones]], a sistemas biológicos ''[[in vivo]]'', a [[sólido amorfo|sistemas amorfos]] o a [[gas]]es. En algunos casos, los rayos X pueden romper los [[enlace químico|enlaces químicos]] que mantienen la integridad estructural, lo que resulta en un modelo distorsionado de la molécula estudiada. Este problema afecta especialmente a los materiales de interés biológico.