Cristalografia de raios x

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Cristalografia de raios X

Determinação de uma estrutura por cristalografia de raios X.
A cristalografia de raios X é uma técnica que consiste em fazer passar um feixe de raios X, uma forma de radiação eletromagnética, através de umcristal da substância sujeita ao estudo. O feixe se difunde em várias direções devido à simetria do agrupamentode átomos e, por difração, dá lugar a um padrão de intensidades que pode interpretar-se segundo a distribuição dos átomos no cristal, aplicando a lei de Bragg, extraindo assim numerosas informações sobre a estrutura atômica e molecular. Os raios X são usados para tal fim porque tem comprimento de onda de 1 a 100 angstrons, ou seja, da mesma ordem de grandeza das distâncias interatômicas, gerando,portanto, difrações significantes.
É uma das técnicas que goza de maior prestígio na comunidade científica para estudar estruturas cristalinas, devido a sua precisão e à experiência acumulada durante décadas, elementos que lhe fazem muito confiável. Suas maiores limitações se devem à necessidade de trabalhar com sistemas cristalinos, pelo que não é aplicável a dissoluções, a sistemas biológicos invivo, a sistemas amorfos o aos gases.Porém, como muitos materias podem cristalizar-se, tais como sais, metais, minerais, semicondutores, além de inorgânicos, orgânicos e biológicos, a Cristalografia de raios X tem tido um papel fundamental no desenvolvimento de várias áreas científicas, tais como determinar os comprimentos e tipos de ligações químicas e analisar as diferenças em escala atômicaentre os diversos materiais, especialmente minerais e ligas. O método também revelou a estrutura e a função de muitas moléculas biológicas, incluindo vitaminas, drogas, proteínas e ácidos nucleicos como o DNA, bem como desempenhou um papel essencial na descrição da dupla hélice de ADN.(Ver também: Rosalind Franklin, James D. Watson, Francis Crick). Assim, conhecendo as configurações dessasestruturas, torna-se possível o desenvolvimento de novas tecnologias, como vacinas e medicamentos.
É possível trabalhar com monocristais ou com pó monocristalino, conseguindo-se diferentes dados em ambos os casos. Para a resolução dos parâmetros da célula unitária pode ser suficiente a difração de raios X em pó, ainda que para uma elucidação precisa das posições atômicas seja conveniente a difração deraios X em monocristal.
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História: Início do estudo científico de cristais e raio X
Cristais são admirados por sua regularidade e simetria, no entanto so comecaram a ser investigados cientificamente após o século XVII. Johannes Kepler especulou em sua publicação Strena seu de Nive Sexangula (1611) que a simetria hexagonal de cristais de gelo eradevido a disposição regular das particulas de água.
A simetria dos cristais foi investigada pela primeira vez por Nicolas Steno (1669), que mostrou que os ângulos entre as faces são os mesmos em qualquer amostra de um determinado tipo de cristal, e por Rene Just Hauy (1784), que descobriu que toda face de um cristal pode ser descrita pela simples combinação de blocos de mesma forma e tamanho. Emseguida, William Hallowes Miller em 1839 deu a cada face do cristal uma identificação única através de três números inteiros, os índices Miller, que são usados até hoje na identificação das faces dos cristais. Os estudos feitos por Hauis o levaram a conclusão correta de que cristais sao arranjos tridimensionais (grade de Bravais) de átomos e moléculas; uma única célula unitária e repetidaindefinitivamente através das três direções principais, que não são necessariamente perpendiculares.
No século XIX, um catálogo completo das possíveis simetrias de um cristral foi produzido por Johann Hessel, Auguste Bravais, YevgrafFyodorov, Arthur Schonflies e Willia Barlow. Dos dados disponíveis e fundamentos físicos, Barlow propôs várias estruturas de cristais nos anos de 1880, mas que só foram...
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