Determinazione delle strutture cristalline

Max von Laue propose che i cristalli potessero diffrazione dei raggi X a causa della loro disposizione atomica periodica.

I raggi X, con lunghezze d'onda di circa 100 picometri simili alle distanze internucleari nelle molecole, interagiscono con gli elettroni, permettendo la determinazione della struttura tramite un diffrattometro a raggi X.

Successivamente, fu approfondita da William e Lawrence Bragg, considerando un array ordinato di atomi in piani reticoli separati da una distanza d. Se due onde di raggi X monocromatici colpiscono il cristallo, un'onda viene riflessa da un atomo nel primo piano del reticolo e la seconda da un atomo nel secondo piano del reticolo.

Quando viene colpito a un angolo casuale, provoca interferenze distruttive, senza produrre raggi X diffratti rilevabili. D'altra parte, quando colpiti da un angolo specifico, l'interferenza costruttiva porta a raggi X misurabili e diffratti.

Questa interferenza costruttiva avviene se la distanza aggiuntiva percorsa dalla seconda onda è uguale a un multiplo della lunghezza d'onda, espressa come 2d sin θ_B.

Questa equazione è nota come legge di diffrazione di Bragg, che mette in relazione la lunghezza d'onda dei raggi X, la distanza del reticolo cristallino e l'angolo di incidenza.

La legge di Bragg consente diversi ordini di diffrazione, ciascuno corrispondente a valori integrali di n.