Introducción A La Difracción De Rayos X Y Su Importancia Biológica

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Introducción a la difracción de rayos X y su importancia biológica
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Índice
Contenido
1.Difracción de rayos X 3
2.Condiciones de difracción de Laue 3
3.Condición de difracción de Bragg 5
4.Etapas en la determinación de una estructura cristalina 6
5.Diagramas de polvo 6
6.Método del cristal giratorio 7
7.Métodos de oscilación y de Weissenberg 7
8.Ventajas einconvenientes de la difracción de rayos X 7
Bibliografía 9

1.Difracción de rayos X
Se pueden observar objetos macroscópicos utilizando luz visible y nuestros propios ojos. Para “ver” cómo están ordenados los átomos, iones o moléculas en un cristal, se necesita luz de longitud de onda mucho más corta. Cuando un haz de rayos X incide sobre los átomos, los rayos X interaccionan con los electrones delos átomos y el haz original se dispersa en todas las direcciones. El patrón de esta radiación dispersada está relacionado con la distribución de la carga electrónica en los átomos y/o moléculas. Sin embargo, nuestros ojos y cerebros no pueden percibir los rayos X. Tenemos que lograr que los rayos X dispersados produzcan un patrón visible, como en una película fotográfica. Después se deducirá laestructura microscópica de la sustancia a partir del patrón visible. El éxito que se logra al hacer deducciones depende de la cantidad de radiación dispersada que se recoge, esto es, de la cantidad de “información” recogida. La eficacia del método de difracción de rayos X ha aumentado enormemente por la utilización de ordenadores de alta velocidad para procesar enormes cantidades de datos de rayosX.

2.Condiciones de difracción de Laue
Si existe correlación entre las posiciones de diversas partículas que difunden radiación, se producen entre las rayos difundidos interferencias, que reciben el nombre de fenómenos de difracción. La condición de interferencia constructiva es que la diferencia de camino óptico entre los rayos sea un múltiplo entero y pequeño de la longitud de onda. Enmoléculas y cristales, las distancias interatómicas son del orden del Å y, por tanto, necesitamos radiación de longitud de onda de este orden.
Hay tres clases de radiación que cumplen este requisito: los rayos X, los electrones y los neutrones; las tres se emplean para la difracción.
Condiciones de difracción. Sea una fila monodimensional de partículas, ordenadas regularmente, separadas unas de otraspor la distancia a. Esto sería un <<cristal>> de una sola dimensión, en el que las partículas pueden ser átomos, iones, etc. Si se ilumina ahora este <<cristal>> con un haz de rayos X, que incide con un ángulo cualquiera, α˳. Cada una de las partículas, al incidir con ella los rayos X, emitirá radiación de la misma longitud de onda en todas las direcciones del espacio(difusión Rayleigh). Si se analiza, en particular, una dirección de observación cualquiera, como la P; si ésta está suficientemente alejada del cristal, como ocurre siempre, podemos considerar los rayos difundidos que llegan a ella como paralelos, formando el ángulo ρ respecto a la línea de partículas. Entre dos rayos difundidos por dos partículas vecinas (1 y 2) existe una diferencia de camino ópticoigual a
A1-B2=a(cosα-cosα˳)
Ecuación 1

Para que la interferencia sea constructiva debe ocurrir que
acosα-cosα˳=h1λ
Ecuación 2
Que es la condición de difracción de Laue, establecida por éste en 1912. Según ella, sólo cuando los tres parámetros α, α˳ y λ la cumplan las interferencias serán constructivas y veremos luz; de lo contrario, habrá oscuridad. Supongamos que λ y α˳ son fijos: alvariar el ángulo de observación, α, aparecerá luz sólo en unos valores discretos del ángulo, correspondientes a los valores enteros de h1. Puesto que α es el ángulo con el eje del <<cristal>> , podemos girar la dirección alrededor de éste sin que varíe α ni, por tanto, la difracción: lo que se obtiene son unos conos de luz a determinados valores de α. En esta figura se ha supuesto...