AlegsaOnline.com

Kristalografi sinar-X

Pengarang: Leandro Alegsa

18-06-2022

Kristalografi sinar-X adalah cara untuk melihat struktur tiga dimensi molekul. Awan elektron atom sedikit membengkokkan sinar-X. Ini membuat "gambar" molekul yang dapat dilihat di layar. Ini dapat digunakan untuk molekul organik dan anorganik. Sampel tidak hancur dalam prosesnya.

Teknik ini ditemukan bersama oleh Sir William Bragg (1862-1942) dan putranya Sir Lawrence Bragg (1890-1971). Mereka memenangkan Hadiah Nobel Fisika untuk tahun 1915. Lawrence Bragg adalah yang termuda yang dijadikan penerima Nobel. Dia adalah Direktur Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge, ketika penemuan struktur DNA dibuat oleh James D. Watson , Francis Crick , Maurice Wilkins, dan Rosalind Franklin pada bulan Februari 1953.

Metode tertua dari kristalografi sinar-X adalah difraksi sinar-X (XRD). Sinar-X ditembakkan pada kristal tunggal dan cara mereka tersebar menghasilkan pola. Pola-pola ini digunakan untuk mengetahui susunan atom di dalam kristal.

Pola difraksi sinar-X dari enzim yang dikristalisasi. Pola bintik-bintik (pantulan) dan kekuatan relatif dari setiap bintik (intensitas) digunakan untuk mengetahui struktur enzim.

Analisis sinar-X dari kristal

Kristal adalah susunan atom yang teratur, yang berarti bahwa atom-atom tersebut berulang-ulang dalam ketiga dimensi. Sinar-X adalah gelombang radiasi elektromagnetik. Ketika sinar-X bertemu atom, elektron dalam atom menyebabkan sinar-X menyebar ke segala arah. Karena sinar-X dipancarkan ke segala arah, sinar-X yang mengenai elektron menghasilkan gelombang bola sekunder yang berasal dari elektron. Elektron dikenal sebagai penghambur. Susunan teratur dari pencar (di sini pola atom yang berulang dalam kristal) menghasilkan susunan gelombang bola yang teratur. Meskipun gelombang-gelombang ini membatalkan satu sama lain di sebagian besar arah, mereka bertambah dalam beberapa arah tertentu, ditentukan oleh hukum Bragg:

2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } $2d\sin \theta =n\lambda$

Di sini d adalah jarak antara bidang-bidang difraksi, θ {\displaystyle \theta } $\theta$ adalah sudut datang, n adalah sembarang bilangan bulat, dan λ adalah panjang gelombang sinar. Arah-arah spesifik ini muncul sebagai bintik-bintik pada pola difraksi yang disebut refleksi. Dengan demikian, difraksi sinar-X dihasilkan dari gelombang elektromagnetik (sinar-X) yang mengenai susunan teratur dari pencar (susunan atom yang berulang di dalam kristal).

Berkas yang masuk (dari kiri atas) menyebabkan setiap pemencar (misalnya elektron) untuk meradiasikan kembali sebagian energinya sebagai gelombang bola. Jika atom-atom disusun secara simetris dengan pemisahan d, gelombang-gelombang sferis ini akan bertambah hanya jika perbedaan panjang lintasannya 2d sin θ sama dengan kelipatan panjang gelombang λ. Dalam hal ini, sebuah titik refleksi terjadi dalam pola difraksi

Analisis sinar-X dari kristal

2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda } $2d\sin \theta =n\lambda$

Berkas yang masuk (dari kiri atas) menyebabkan setiap pemencar (misalnya elektron) meradiasikan kembali sebagian energinya sebagai gelombang bola. Jika atom-atom disusun secara simetris dengan pemisahan d, gelombang-gelombang sferis ini akan bertambah hanya jika perbedaan panjang lintasannya 2d sin θ sama dengan kelipatan panjang gelombang λ. Dalam hal ini, sebuah titik refleksi terjadi dalam pola difraksi

Halaman terkait

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan kristalografi sinar-X?

J: Kristalografi sinar-X adalah teknik yang digunakan untuk melihat struktur tiga dimensi dari sebuah molekul, yang menciptakan gambar pada layar dengan cara membelokkan sinar-X dari awan elektron sebuah atom.

T: Dapatkah kristalografi sinar-X digunakan untuk molekul organik dan anorganik?

J: Ya, kristalografi sinar-X dapat digunakan untuk mempelajari molekul organik dan anorganik.

T: Siapa penemu kristalografi sinar-X?

J: Sir William Bragg dan putranya, Sir Lawrence Bragg, bersama-sama menemukan kristalografi sinar-X dan memenangkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1915 untuk penemuan mereka.

T: Apa metode kristalografi sinar-X yang tertua?

J: Metode tertua kristalografi sinar-X adalah difraksi sinar-X (XRD), di mana sinar-X ditembakkan ke kristal tunggal untuk menghasilkan pola yang dapat digunakan untuk menentukan susunan atom di dalam kristal.

T: Apakah sampel dihancurkan selama proses kristalografi sinar-X?

J: Tidak, sampel tidak dihancurkan selama proses kristalografi sinar-X.

T: Siapakah Direktur Laboratorium Cavendish ketika penemuan struktur DNA dibuat?

J: Sir Lawrence Bragg adalah Direktur Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge, saat penemuan struktur DNA dilakukan oleh James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins, dan Rosalind Franklin pada bulan Februari 1953.

T: Siapakah peraih Nobel Fisika termuda?

J: Sir Lawrence Bragg adalah peraih Nobel Fisika termuda, yang memenangkan penghargaan ini pada tahun 1915 untuk penemuan kristalografi sinar-X bersama ayahnya, Sir William Bragg.