11.20: X Işını Kristalografisi

Birim hücrenin boyutu ve bir kristaldeki atomların düzeni, X ışınlarının kristalografisi olarak adlandırılan kristal tarafından X ışınlarının kırınımının ölçümlerinden belirlenebilir.

Kırınım

Kırınım, boyutları ışığın dalga boyuyla karşılaştırılabilir fiziksel bir engelle karşılaştığında elektromanyetik bir dalganın yaşadığı hareket yönündeki değişikliktir. X-ışınları, kristallerdeki komşu atomlar arasındaki mesafe kadar (birkaç angstrom düzeninde) dalga boylarına sahip elektromanyetik radyasyondur. Tek renkli X ışınları bir kristale çarptığında, kristalin içindeki atomlar tarafından ışınları her yöne dağılır. Aynı yönde hareket eden dağınık dalgalar birbirleriyle karşılaştıklarında, bir araya gelen dalgaların maksimumlarının ayrılma derecesine bağlı olarak dalgaların genlikte (yoğunluk) bir artış veya azalma sağlamak için birleştiği bir işlem olan girişimden geçerler.

Bragg Yasası ve Bragg Denklemi

Belirli bir dalga boyundaki X-ışınları, λ, bir mesafe d ile ayrılan bitişik kristal düzlemlerdeki atomlar tarafından saçıldığında, kombinasyonlarından önceki iki dalga, dalga boyunun bir tamsayı faktörü olan n‘dir. Bu Bragg's law. Kırınımlı ışının açısı θ, dalga boyu ve atomlar arası mesafe ile nλ = 2d sin θ denklemiyle ilişkilendirildiğinde bu koşul sağlanır. Bu ilişki, bu fenomeni açıklayan İngiliz fizikçiler W.H. Bragg ve W.L. Bragg onuruna Bragg equation olarak bilinir. Katkılarından dolayı 1915’te Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır Openstax, Chemistry 2e, Section 10.6: Lattice Structures in Crystalline Solids.