Détermination des structures cristallines

Max von Laue a proposé que les cristaux pouvaient diffracter les rayons X en raison de leur disposition atomique périodique.

Les rayons X, ayant une longueur d’onde d’environ 100 picomètres comparable aux distances internucléaires dans les molécules, interagissent avec les électrons, permettant de déterminer la structure à l’aide d’un diffractomètre aux rayons X.

Plus tard, il a été approfondi par William et Lawrence Bragg, considérant un réseau ordonné d’atomes dans des plans de réseau séparés par une distance d. Si deux ondes de rayons X monochromes frappent le cristal, une onde est réfléchie par un atome dans le premier plan du réseau et la seconde par un atome dans le second plan du réseau.

Lorsqu’elle est frappée à un angle aléatoire, elle provoque des interférences destructrices, ne produisant aucune radiographie diffractée détectable. En revanche, lorsqu’elle est touchée à un angle précis, une interférence constructive conduit à des rayons X diffractés mesurables.

Cette interférence constructive se produit si la distance supplémentaire parcourue par la seconde onde est égale à un multiple de la longueur d’onde, exprimée par 2d sin θ_B.

Cette équation est connue sous le nom de loi de diffraction de Bragg, qui relie la longueur d’onde des rayons X, l’espacement du réseau cristallin et l’angle d’incidence.

La loi de Bragg permet différents ordres de diffraction, chacun correspondant à des valeurs entières de n.