Röntgenkristallografie

Röntgenkristallografie is een manier om de driedimensionale structuur van een molecuul te zien. De elektronenwolk van een atoom buigt de röntgenstraling een beetje. Dit maakt een "beeld" van het molecuul dat op een scherm te zien is. Het kan gebruikt worden voor zowel organische als anorganische moleculen. Het monster wordt daarbij niet vernietigd.

De techniek is gezamenlijk uitgevonden door Sir William Bragg (1862-1942) en zijn zoon Sir Lawrence Bragg (1890-1971). Zij wonnen de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor 1915. Lawrence Bragg is de jongste die tot Nobelprijswinnaar werd benoemd. Hij was de directeur van het Cavendish Laboratory, Cambridge University, toen de ontdekking van de structuur van het DNA werd gedaan door James D. Watson , Francis Crick , Maurice Wilkins, en Rosalind Franklin in februari 1953.

De oudste methode van röntgenkristallografie is röntgendiffractie (XRD). Röntgenstralen worden afgevuurd op een enkel kristal en de manier waarop ze worden verstrooid levert een patroon op. Deze patronen worden gebruikt om de opstelling van de atomen in het kristal uit te werken.

Een röntgendiffractiepatroon van een gekristalliseerd enzym. Het patroon van de vlekken (reflecties) en de relatieve sterkte van elke vlek (intensiteiten) wordt gebruikt om de structuur van het enzym uit te werken.Zoom
Een röntgendiffractiepatroon van een gekristalliseerd enzym. Het patroon van de vlekken (reflecties) en de relatieve sterkte van elke vlek (intensiteiten) wordt gebruikt om de structuur van het enzym uit te werken.

Een röntgendiffractiepatroon van een gekristalliseerd enzym. Het patroon van de vlekken (reflecties) en de relatieve sterkte van elke vlek (intensiteiten) wordt gebruikt om de structuur van het enzym uit te werken.Zoom
Een röntgendiffractiepatroon van een gekristalliseerd enzym. Het patroon van de vlekken (reflecties) en de relatieve sterkte van elke vlek (intensiteiten) wordt gebruikt om de structuur van het enzym uit te werken.

Röntgenanalyse van kristallen

Kristallen zijn regelmatige arrays van atomen, wat betekent dat de atomen zich steeds weer herhalen in alle drie de dimensies. Röntgenstralen zijn golven van elektromagnetische straling. Wanneer röntgenstralen atomen ontmoeten, zorgen de elektronen in de atomen ervoor dat de röntgenstralen zich in alle richtingen verspreiden. Omdat de röntgenstralen in alle richtingen worden uitgezonden, produceert een röntgenstraal die een elektron raakt secundaire sferische golven die afkomstig zijn van het elektron. Het elektron staat bekend als de verstrooier. Een regelmatige reeks verstrooiers (hier het zich herhalende patroon van atomen in het kristal) produceert een regelmatige reeks sferische golven. Hoewel deze golven elkaar in de meeste richtingen opheffen, tellen ze in een paar specifieke richtingen op, bepaald door de wet van Bragg:

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

Hier is d de afstand tussen de diffracterende vlakken, θ de weergavestijl \theta {\displaystyle \theta }is de invalshoek, n is een geheel getal en λ is de golflengte van de straal. Deze specifieke richtingen verschijnen als vlekken op het diffractiepatroon die reflecties worden genoemd. Röntgendiffractie is dus het resultaat van een elektromagnetische golf (de röntgenstraal) die een regelmatige reeks verstrooiers raakt (de herhalende opstelling van de atomen in het kristal).

De inkomende straal (van linksboven) zorgt ervoor dat elke verstrooier (b.v. elektron) een deel van zijn energie opnieuw uitstraalt als een sferische golf. Als atomen symmetrisch zijn gerangschikt met een scheiding d, zullen deze sferische golven alleen optellen waar hun padlengteverschil 2d sin θ gelijk is aan een veelvoud van de golflengte λ. In dat geval treedt er een reflectievlek op in het diffractiepatroonZoom
De inkomende straal (van linksboven) zorgt ervoor dat elke verstrooier (b.v. elektron) een deel van zijn energie opnieuw uitstraalt als een sferische golf. Als atomen symmetrisch zijn gerangschikt met een scheiding d, zullen deze sferische golven alleen optellen waar hun padlengteverschil 2d sin θ gelijk is aan een veelvoud van de golflengte λ. In dat geval treedt er een reflectievlek op in het diffractiepatroon

Röntgenanalyse van kristallen

Kristallen zijn regelmatige arrays van atomen, wat betekent dat de atomen zich steeds weer herhalen in alle drie de dimensies. Röntgenstralen zijn golven van elektromagnetische straling. Wanneer röntgenstralen atomen ontmoeten, zorgen de elektronen in de atomen ervoor dat de röntgenstralen zich in alle richtingen verspreiden. Omdat de röntgenstralen in alle richtingen worden uitgezonden, produceert een röntgenstraal die een elektron raakt secundaire sferische golven die afkomstig zijn van het elektron. Het elektron staat bekend als de verstrooier. Een regelmatige reeks verstrooiers (hier het zich herhalende patroon van atomen in het kristal) produceert een regelmatige reeks sferische golven. Hoewel deze golven elkaar in de meeste richtingen opheffen, tellen ze in een paar specifieke richtingen op, bepaald door de wet van Bragg:

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

Hier is d de afstand tussen de diffracterende vlakken, θ de weergavestijl \theta {\displaystyle \theta }is de invalshoek, n is een geheel getal en λ is de golflengte van de straal. Deze specifieke richtingen verschijnen als vlekken op het diffractiepatroon die reflecties worden genoemd. Röntgendiffractie is dus het resultaat van een elektromagnetische golf (de röntgenstraal) die een regelmatige reeks verstrooiers raakt (de herhalende opstelling van de atomen in het kristal).

De inkomende straal (van linksboven) zorgt ervoor dat elke verstrooier (b.v. elektron) een deel van zijn energie opnieuw uitstraalt als een sferische golf. Als atomen symmetrisch zijn gerangschikt met een scheiding d, zullen deze sferische golven alleen optellen waar hun padlengteverschil 2d sin θ gelijk is aan een veelvoud van de golflengte λ. In dat geval treedt er een reflectievlek op in het diffractiepatroonZoom
De inkomende straal (van linksboven) zorgt ervoor dat elke verstrooier (b.v. elektron) een deel van zijn energie opnieuw uitstraalt als een sferische golf. Als atomen symmetrisch zijn gerangschikt met een scheiding d, zullen deze sferische golven alleen optellen waar hun padlengteverschil 2d sin θ gelijk is aan een veelvoud van de golflengte λ. In dat geval treedt er een reflectievlek op in het diffractiepatroon

Gerelateerde pagina's

Gerelateerde pagina's

Vragen en antwoorden

V: Wat is röntgenkristallografie?


A: Röntgenkristallografie is een techniek die gebruikt wordt om de driedimensionale structuur van een molecuul te zien, waarbij een afbeelding op een scherm gemaakt wordt door röntgenstralen van de elektronenwolk van een atoom af te buigen.

V: Kan röntgenkristallografie voor zowel organische als anorganische moleculen gebruikt worden?


A: Ja, röntgenkristallografie kan gebruikt worden om zowel organische als anorganische moleculen te bestuderen.

V: Wie zijn de uitvinders van röntgenkristallografie?


A: Sir William Bragg en zijn zoon Sir Lawrence Bragg vonden samen de röntgenkristallografie uit en wonnen in 1915 de Nobelprijs voor Natuurkunde voor hun ontdekking.

V: Wat is de oudste methode van röntgenkristallografie?


A: De oudste methode van röntgenkristallografie is röntgendiffractie (XRD), waarbij röntgenstralen op een enkel kristal worden afgevuurd om een patroon te produceren dat gebruikt kan worden om de rangschikking van atomen in het kristal te bepalen.

V: Werd het monster vernietigd tijdens het röntgenkristallografieproces?


A: Nee, het monster wordt niet vernietigd tijdens het röntgenkristallografieproces.

V: Wie was de directeur van het Cavendish Laboratory toen de structuur van DNA werd ontdekt?


A: Sir Lawrence Bragg was de directeur van het Cavendish Laboratory, Cambridge University, toen James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin in februari 1953 de structuur van DNA ontdekten.

V: Wie is de jongste Nobelprijswinnaar voor Natuurkunde?


A: Sir Lawrence Bragg is de jongste Nobelprijswinnaar voor Natuurkunde. Hij won de prijs in 1915 voor zijn gezamenlijke ontdekking van röntgenkristallografie met zijn vader Sir William Bragg.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3