kriistallografia

Kriistallograafia on teadusharu, mille eesmärk on kristallide ruumilise struktuuri kindlaks tegemine ning aatomite või molekulide paigutuse kirjeldamine kristallis. Selle uurimisviiside keskmes on kiirguse difraktsioon: kristalli valgustab korrapärase kiirguse kogum (tavaliselt röntgen- või X-kiired; vajadusel neutronid või elektronid) ning tekkinud difraktsioonimustrite põhjal saab välja arvutada sisemise paigutuse.

Põhimeetodid hõlmavad X-kiirte kristallograafiat (röntgenkristallograafia), neutronkristallograafiat ja elektronkristallograafiat. X-kiirte meetod on kõige laialdasemalt kasutatav ning sobib paljude molekulide struktuuride määramiseks. Neutronkristallograafia on kasulik teatud elementside, näiteks vesiniku ja kergete ainete paigutuse täpseks määramiseks ning teatud projektide jaoks sobib, kui proovi on raske erinevustega difundeerida. Elektronikristallograafia ehk elektronkristallograafia võimaldab uurida väikseid või keerulisi proove ja kasutada elektrondifraktsiooni suurema eraldusvõime jaoks.

Protsess hõlmab sobiva kristalli saamist või eraldamist, difraktsioonimustrite kogumist ning seejärel arvutuslikku modelleerimist, et leida ruumiline paigutus ja aatomite täpsed positsioonid; see lõppeb struktuuri refinimisega. Ühiskirjanduslikult keskseim teoreetiline alus on Braggi seadus, mis seob difraktsiooni mustri maksimaalsed koordinaadid lainepikkuse ja võrgustiku geomeetriaga.

Kriistallograafia omab laialdasi rakendusi bioloogias, keemias ja materjaliteaduses: proteiinide ja nukleiinhapete struktuurid, ravimite disain, uusmaterjalide omaduste mõistmine ning kristallstruktuuride esmane kirjeldus geoloogias ja energeetikas.