Kristal Yapının X Işınları Kırınımıyla İncelenmesi

Kristal Yapının X Işınları Kırınımıyla İncelenmesi

Herhangi bir dalga, yolu üstündeki bir engele çarptığında yeni dalgacıklar oluşur. Eğer birden fazla engel varsa bunların oluşturduğu dalgacıklar üstiiste binerek bazı noktalarda birbirini güçlendirirken bazı noktalarda da zayıflatır. İki engelden ya da kaynaktan gelen dalgacıkların üstüste binmesine “girişim”, çok sayıda engelden gelen dalgacıkların girişmesine de “kırınım” denir. Bu olayın gözlemlenebilmesi için, engeller arasındaki uzaklık ile dalganın dalgaboyu arasında çok büyük fark olmaması gerekir.

Dalgacıkların güçlenme ve zayıflama düzeni, engellerin büyüklüğü, dizilişi ve aralarındaki uzaklığa ilişkin bilgi verir. Kristalli bir yapı içinde belli bir düzenle yerleşmiş atom ya da moleküller de, üzerlerine düşen X ışını dalgalarını (dalgaboyu yüz milyonda bir santimetre dolayındaki elektromanyetik dalgalar) saçarak yeni dalgacıklar oluştumr. Bu dalgacıkların girişiminden doğan kırımın desenleri X ışını tayf ölçerleri, iyonlaşma odacıkları ya da fotoğraf filmleriyle saptanıp çözümlendiğinde kristal yapısının gizleri de çözülür.

Kristallerdeki olağanüstü düzenlilik ve bakışım nedeniyle, kırınım desenlerinde dalgacıkların büyüyerek güçlendiği yön ile X ışınının kristale giriş yönünün bir aynadan yansıyan ışık gibi bakışımlı olduğu görülür. Bu olguyu araştıran Bragg’ler, kristaldeki atom yerleşmesinin çok düzenli olması nedeniyle atom ve moleküllerin çeşitli düzlem takımları oluşturması gerektiğini, her takımdaki düzlemler de birbirine paralel olduğundan bu düzlemlerdeki atom ve moleküllerden olağan yansıma yasalarına uyacak biçimde saçılan dalgaların girişiminin güçlendiği sonucuna vardılar. Bu düzlem takımları arasındaki açılar ve her düzlemdeki atom molekül sayısı kristalin geometrik ve fiziksel yapısına göre değişir. Bu değişiklikler de kırınım deseninde görülebildiği için, kristalim yapısı bu yöntemle en ince ayrıntılarına kadar incelenebilir. Yalnız, X ışınları atomun elektronlarından saçıldığı için, hidrojen gibi az elektronlu elementlerin atom yapısının incelenmesinde yetersiz kalan X ışını kırınımölçerleri yerine, bu tür elementlerin incelenmesinde daha kuvvetli etkileşmeyle çekirdekten saçılan nötronların kırınımından yararlanır.

X ışınlarının kristal yapı çözümlemesinde kullanılabilir olmasını sağlayan en önemli özelliği, bu ışınların dalga boyunun kristaldeki (ya da daha genel anlamda katı madde içindeki) iki atom ya da iki molekül arasındaki uzaklıkla aynı düzeyde olmasıdır. Dolayısla bu koşulu sağlayan her madde için X ışını kırınımı, yapı çözümlenmesinde kullanılabilecek en elverişli yöntemdir. Nitekim, çok sayıda atomdan oluşan organik moleküllerin, özellikle soyaçekim olgusunu denetleyen genlerin temelini oluşturan DNA zincirinin gizemli yapısı da bu yöntemle anlaşılabilmiştir.

Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi