Røntgenkrystallografi
Røntgenkrystallografi er en metode til at se et molekyls tredimensionelle struktur. Elektronskyen i et atom bøjer røntgenstrålerne en smule. Dette giver et "billede" af molekylet, som kan ses på en skærm. Det kan bruges til både organiske og uorganiske molekyler. Prøven ødelægges ikke under processen.
Teknikken blev opfundet af Sir William Bragg (1862-1942) og hans søn Sir Lawrence Bragg (1890-1971) i fællesskab. De vandt Nobelprisen i fysik i 1915. Lawrence Bragg er den yngste nobelpristager, der er blevet udnævnt. Han var direktør for Cavendish Laboratory, Cambridge University, da James D. Watson , Francis Crick , Maurice Wilkins og Rosalind Franklin i februar 1953 opdagede DNA's struktur.
Den ældste metode til røntgenkrystallografi er røntgendiffraktion (XRD). Røntgenstråler affyres mod en enkelt krystal, og den måde, de spredes på, giver et mønster. Disse mønstre bruges til at finde ud af, hvordan atomerne er placeret i krystallen.
Et røntgendiffraktionsmønster af et krystalliseret enzym. Mønsteret af pletter (refleksioner) og den relative styrke af hver enkelt plet (intensiteter) bruges til at bestemme enzymets struktur.
Et røntgendiffraktionsmønster af et krystalliseret enzym. Mønsteret af pletter (refleksioner) og den relative styrke af hver enkelt plet (intensiteter) bruges til at bestemme enzymets struktur.
Røntgenanalyse af krystaller
Krystaller er regelmæssige arrays af atomer, hvilket betyder, at atomerne gentages igen og igen i alle tre dimensioner. Røntgenstråler er bølger af elektromagnetisk stråling. Når røntgenstråler møder atomer, får elektronerne i atomerne røntgenstrålerne til at sprede sig i alle retninger. Fordi røntgenstrålerne udsendes i alle retninger, frembringer en røntgenstråle, der rammer en elektron, sekundære sfæriske bølger, der udgår fra elektronen. Elektronen er kendt som den såkaldte spreder. En regelmæssig række af spredere (her det gentagne mønster af atomer i krystallen) producerer en regelmæssig række sfæriske bølger. Selv om disse bølger udligner hinanden i de fleste retninger, summeres de i nogle få specifikke retninger, som er bestemt af Braggs lov:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } 
Her er d afstanden mellem de diffrakterende planer, θ {\displaystyle \theta }
er den indfaldende vinkel, n er et vilkårligt helt tal og λ er strålens bølgelængde. Disse specifikke retninger vises som pletter på diffraktionsmønsteret, der kaldes refleksioner. Røntgendiffraktion skyldes således, at en elektromagnetisk bølge (røntgenstrålen) rammer en regelmæssig række af spredningselementer (det gentagne arrangement af atomer i krystallen).
Den indkommende stråle (fra øverst til venstre) får hver spredningsenhed (f.eks. en elektron) til at genudstråle en del af sin energi som en sfærisk bølge. Hvis atomerne er anbragt symmetrisk med en afstand d, vil disse sfæriske bølger kun blive summeret, hvor deres vejlængdeforskel 2d sin θ er lig med et multiplum af bølgelængden λ. I så fald opstår der en refleksionsplet i diffraktionsmønsteret
Røntgenanalyse af krystaller
Krystaller er regelmæssige arrays af atomer, hvilket betyder, at atomerne gentages igen og igen i alle tre dimensioner. Røntgenstråler er bølger af elektromagnetisk stråling. Når røntgenstråler møder atomer, får elektronerne i atomerne røntgenstrålerne til at sprede sig i alle retninger. Fordi røntgenstrålerne udsendes i alle retninger, frembringer en røntgenstråle, der rammer en elektron, sekundære sfæriske bølger, der udgår fra elektronen. Elektronen er kendt som den såkaldte spreder. En regelmæssig række af spredere (her det gentagne mønster af atomer i krystallen) producerer en regelmæssig række sfæriske bølger. Selv om disse bølger udligner hinanden i de fleste retninger, summeres de i nogle få specifikke retninger, som er bestemt af Braggs lov:
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda }
Her er d afstanden mellem de diffrakterende planer, θ {\displaystyle \theta } er den indfaldende vinkel, n er et vilkårligt helt tal og λ er strålens bølgelængde. Disse specifikke retninger vises som pletter på diffraktionsmønsteret, der kaldes refleksioner. Røntgendiffraktion skyldes således, at en elektromagnetisk bølge (røntgenstrålen) rammer en regelmæssig række af spredningselementer (det gentagne arrangement af atomer i krystallen).
Den indkommende stråle (fra øverst til venstre) får hver spredningsenhed (f.eks. en elektron) til at genudstråle en del af sin energi som en sfærisk bølge. Hvis atomerne er anbragt symmetrisk med en afstand d, vil disse sfæriske bølger kun blive summeret, hvor deres vejlængdeforskel 2d sin θ er lig med et multiplum af bølgelængden λ. I så fald opstår der en refleksionsplet i diffraktionsmønsteret
Relaterede sider
Relaterede sider
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er røntgenkrystallografi?
A: Røntgenkrystallografi er en teknik, der bruges til at se den tredimensionelle struktur af et molekyle, som skaber et billede på en skærm ved at bøje røntgenstråler fra elektronskyen i et atom.
Q: Kan røntgenkrystallografi bruges til både organiske og uorganiske molekyler?
A: Ja, røntgenkrystallografi kan bruges til at studere både organiske og uorganiske molekyler.
Q: Hvem er opfinderne af røntgenkrystallografi?
A: Sir William Bragg og hans søn Sir Lawrence Bragg opfandt i fællesskab røntgenkrystallografi og vandt Nobelprisen i fysik i 1915 for deres opdagelse.
Q: Hvad er den ældste metode til røntgenkrystallografi?
A: Den ældste metode til røntgenkrystallografi er røntgendiffraktion (XRD), hvor røntgenstråler affyres mod en enkelt krystal for at frembringe et mønster, der kan bruges til at bestemme atomernes placering inde i krystallen.
Q: Blev prøven ødelagt under røntgenkrystallografiprocessen?
A: Nej, prøven bliver ikke ødelagt under røntgenkrystallografiprocessen.
Q: Hvem var direktør for Cavendish Laboratory, da opdagelsen af DNA's struktur blev gjort?
A: Sir Lawrence Bragg var direktør for Cavendish Laboratory, Cambridge University, da James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins og Rosalind Franklin opdagede DNA-strukturen i februar 1953.
Q: Hvem er den yngste nobelpristager i fysik?
A: Sir Lawrence Bragg er den yngste nobelpristager i fysik, da han vandt prisen i 1915 for sin fælles opdagelse af røntgenkrystallografi sammen med sin far Sir William Bragg.
