Rentgenová krystalografie
Rentgenová krystalografie je způsob, jak zobrazit trojrozměrnou strukturu molekuly. Elektronový oblak atomu mírně ohýbá rentgenové záření. Tím vznikne "obraz" molekuly, který lze zobrazit na obrazovce. Lze ji použít pro organické i anorganické molekuly. Vzorek se přitom nezničí.
Tuto techniku vynalezli společně sir William Bragg (1862-1942) a jeho syn sir Lawrence Bragg (1890-1971). Za rok 1915 získali Nobelovu cenu za fyziku. Lawrence Bragg je nejmladším laureátem Nobelovy ceny. Byl ředitelem Cavendishovy laboratoře na Cambridgeské univerzitě, když v únoru 1953 James D. Watson , Francis Crick , Maurice Wilkins a Rosalind Franklinová objevili strukturu DNA.
Nejstarší metodou rentgenové krystalografie je rentgenová difrakce (XRD). Rentgenové paprsky jsou vypáleny na jednotlivý krystal a způsob, jakým jsou rozptýleny, vytváří obrazec. Tyto obrazce se používají k určení uspořádání atomů uvnitř krystalu.
Rentgenový difrakční obrazec krystalizovaného enzymu. Vzor skvrn (odrazů) a relativní síla jednotlivých skvrn (intenzity) se používá k určení struktury enzymu.
Rentgenový difrakční obrazec krystalizovaného enzymu. Vzor skvrn (odrazů) a relativní síla jednotlivých skvrn (intenzity) se používá k určení struktury enzymu.
Rentgenová analýza krystalů
Krystaly jsou pravidelná pole atomů, což znamená, že se atomy opakují stále dokola ve všech třech rozměrech. Rentgenové záření jsou vlny elektromagnetického záření. Když se rentgenové záření setká s atomy, elektrony v atomech způsobí rozptyl rentgenového záření do všech směrů. Protože rentgenové záření je vyzařováno do všech směrů, vzniká při dopadu rentgenového záření na elektron sekundární sférické vlnění vycházející z elektronu. Elektron se nazývá rozptylovač. Pravidelná soustava rozptylovačů (zde opakující se vzor atomů v krystalu) vytváří pravidelnou soustavu sférických vln. Ačkoli se tyto vlny ve většině směrů vzájemně ruší, v několika specifických směrech se sčítají, což je dáno Braggovým zákonem:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } 
Zde d je vzdálenost mezi difrakčními rovinami, θ {\displaystyle \theta }
je úhel dopadu, n je libovolné celé číslo a λ je vlnová délka paprsku. Tyto specifické směry se na difrakčním obrazci zobrazí jako skvrny nazývané odrazy. Difrakce rentgenového záření je tedy výsledkem dopadu elektromagnetické vlny (rentgenového záření) na pravidelnou soustavu rozptylovačů (opakující se uspořádání atomů v krystalu).
Přicházející paprsek (zleva nahoře) způsobí, že každý rozptylovač (např. elektron) část své energie znovu vyzáří jako kulovou vlnu. Pokud jsou atomy uspořádány symetricky s odstupem d, tyto sférické vlny se sčítají pouze tam, kde se rozdíl jejich drah 2d sin θ rovná násobku vlnové délky λ. V takovém případě vzniká v difrakčním obrazci odrazná skvrna
Rentgenová analýza krystalů
Krystaly jsou pravidelná pole atomů, což znamená, že se atomy opakují stále dokola ve všech třech rozměrech. Rentgenové záření jsou vlny elektromagnetického záření. Když se rentgenové záření setká s atomy, elektrony v atomech způsobí rozptyl rentgenového záření do všech směrů. Protože rentgenové záření je vyzařováno do všech směrů, vzniká při dopadu rentgenového záření na elektron sekundární sférické vlnění vycházející z elektronu. Elektron se nazývá rozptylovač. Pravidelná soustava rozptylovačů (zde opakující se vzor atomů v krystalu) vytváří pravidelnou soustavu sférických vln. Ačkoli se tyto vlny ve většině směrů vzájemně ruší, v několika specifických směrech se sčítají, což je dáno Braggovým zákonem:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda }
Zde d je vzdálenost mezi difrakčními rovinami, θ {\displaystyle \theta } je úhel dopadu, n je libovolné celé číslo a λ je vlnová délka paprsku. Tyto specifické směry se na difrakčním obrazci zobrazí jako skvrny nazývané odrazy. Difrakce rentgenového záření je tedy výsledkem dopadu elektromagnetické vlny (rentgenového záření) na pravidelnou soustavu rozptylovačů (opakující se uspořádání atomů v krystalu).
Přicházející paprsek (zleva nahoře) způsobí, že každý rozptylující prvek (např. elektron) znovu vyzáří část své energie jako kulovou vlnu. Pokud jsou atomy uspořádány symetricky s odstupem d, tyto sférické vlny se sčítají pouze tam, kde se rozdíl jejich drah 2d sin θ rovná násobku vlnové délky λ. V takovém případě vzniká v difrakčním obrazci odrazná skvrna
Související stránky
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to rentgenová krystalografie?
Odpověď: Rentgenová krystalografie je technika používaná k zobrazení trojrozměrné struktury molekuly, která vytváří obraz na obrazovce ohýbáním rentgenového záření z elektronového oblaku atomu.
Otázka: Lze rentgenovou krystalografii použít pro organické i anorganické molekuly?
Odpověď: Ano, rentgenovou krystalografii lze použít ke studiu organických i anorganických molekul.
Otázka: Kdo jsou vynálezci rentgenové krystalografie?
Odpověď: Sir William Bragg a jeho syn sir Lawrence Bragg společně vynalezli rentgenovou krystalografii a za svůj objev získali v roce 1915 Nobelovu cenu za fyziku.
Otázka: Jaká je nejstarší metoda rentgenové krystalografie?
Odpověď: Nejstarší metodou rentgenové krystalografie je rentgenová difrakce (XRD), při níž se do jednotlivého krystalu vypálí rentgenové záření a vytvoří se obrazec, který lze použít k určení uspořádání atomů uvnitř krystalu.
Otázka: Byl vzorek během procesu rentgenové krystalografie zničen?
Odpověď: Ne, vzorek se během procesu rentgenové krystalografie nezničí.
Otázka: Kdo byl ředitelem Cavendishovy laboratoře, když byla objevena struktura DNA?
Odpověď: Sir Lawrence Bragg byl ředitelem Cavendishovy laboratoře na Cambridgeské univerzitě, když James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins a Rosalind Franklinová v únoru 1953 objevili strukturu DNA.
Otázka: Kdo je nejmladším nositelem Nobelovy ceny za fyziku?
Odpověď: Sir Lawrence Bragg je nejmladším laureátem Nobelovy ceny za fyziku, kterou získal v roce 1915 za společný objev rentgenové krystalografie se svým otcem sirem Williamem Braggem.
