Difracción de rayos x

MÉTODOS DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X ________________________________________________

Métodos de Difracción de rayos X. Cuando el haz de rayos X incide sobre un cristal, es decir, sobre una agrupación de átomos periódicamente ordenados en el espacio, entre las ondas dispersadas por cada uno de ellos se producen fenómenos de interferencia que, normalmente, en la mayor parte de las direcciones seránde tipo destructivo, cancelándose la resultante en mayor o menor proporción. Sin embargo, en determinadas direcciones, y debido precisamente a la ordenación periódica de los átomos, puede ocurrir que las ondas dispersadas estén en fase y se refuercen mutuamente según el fenómeno conocido como difracción. Todos los átomos de un cristal dispersan los rayos X incidentes en todas direcciones. Comoincluso los cristales más pequeños contienen un gran número de átomos, la probabilidad de que las ondas dispersas se interfirieran constructivamente sería muy pequeña si no existiera el hecho de que los átomos de los cristales están ordenados en forma regular y repetitiva. La condición para la difracción de un haz de rayos X en un cristal viene determinada por la expresión de Bragg, en la que serelaciona la longitud de onda del haz de rayos X, el ángulo de difracción q y la distancia entre cada serie de planos atómicos de la red cristalina d, según m* l = 2* d * sen q, donde m representa el orden de difracción. Los átomos situados exactamente en los planos del cristal contribuyen en forma máxima a la intensidad del haz difractado; los átomos que están a la mitad de la distancia entre planoscausan una interferencia destructiva máxima y los de posición intermedia interfieren constructiva o destructivamente dependiendo de su posición exacta, pero sin llegar a producir un efecto máximo. Además, el poder de dispersión de un átomo con respecto a los rayos X depende de su número de electrones, por lo tanto, la posición de los haces difractados por un cristal sólo depende del tamaño y dela forma de la unidad repetitiva de un cristal y de la longitud de onda del haz de rayos X incidente, mientras que las intensidades de los haces difractados dependen también del tipo de átomos en el cristal y de la posición de los mismos en la unidad repetitiva o celdilla unidad. En base a lo anterior, no existen dos sustancias que tengan exactamente el mismo modelo de difracción, si se toma encuenta tanto la dirección como la intensidad de todos los rayos difractados; sin embargo, algunos compuestos orgánicos complejos de tipo similar producen modelos muy parecidos. Esto quiere decir que el modelo de difracción es una "huella dactilar" de un compuesto cristalino que permite identificar de modo individual los componentes cristalinos de una mezcla. En la obtención de la información que nosproporciona la difracción de los rayos X, se pueden distinguir dos aspectos diferenciados y complementarios: por una parte, la

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geometría de las direcciones de difracción, que está condicionada únicamente por el tamaño y la forma de la celdillaelemental del cristal, de modo que conociendo estass direcciones será posible averiguar el sistema cristalino. El otro aspecto viene dado por las intensidades de estos rayos difractados, que están íntimamamente relacionadas con la naturaleza de los átomos y con las posiciones que estos ocupan en la red cristalina, de forma que su medida constituye un procedimiento para obtener informacióntridimensional acerca de la estructura interna del cristal. El fenómeno de difracción puede interpretarse de un modo más fácil siguiendo el concepto del retículo recíproco, en el que un plano se representa por una línea dibujada perpendicular al plano y la orientación espacial de esta línea describe la orientación del plano. La longitud de la línea puede ser fijada en proporción inversa al espaciamiento...