Page 18 - No31

MOLEKULÁK SZERKEZETÉNEK MEGHATÁROZÁSA
Műszeres kémiai vizsgálatok

EGYKRISTÁLY RÖNTGENDIFFRAKCIÓ

„Nehéz elképzelni, hogy milyen lenne ma a kémia, ha a röntgen-
diffrakciót nem fedezték volna fel. Spektroszkópiai módszerekkel A szilárd fázisú
(Raman, infravörös, különösen pedig mikrohullámú) precíz infor- anyagok különleges
mációink lenne néhány száz nagyszimmetriájú molekula alakjáról és képviselői a kristályok, amelyek
méreteiről. Gázelektrondiffrakcióval (amelyet a kristály-diffrakciótól homogén szilárd testek, rendezett
függetlenül is felfedezhettek volna) hasonló információink len- atomi eloszlással és határozott
nének további néhány, relative egyszerű, illékony molekuláról. Az kémiai összetétellel.
atomok elrendeződésének feltárása összetettebb molekulákban
továbbra is a vegyészek leleményességén és képzelőerején múlna,
akik készek lennének hősies extrapolácókat nyerni kis molekulák
adataiból. Semmit sem tudnánk az ion-kristályok, ásványok, fémek fotonokat, az egyik a fékezési sugárzás (ez
és ötvözetek szerkezetéről és jóformán semmit az összetett szerves a gyógyászatban és ipari alkalmazásokban
molekulák, beleértve a biológiailag fontos polimereket – fehérjéket, fontos) a másik a K-héj emisszió, amely
poliszaharidokat és polinukleotidokat.” (Jack Dunitz) úgy jön létre, hogy az ütköző elektron
képes kimozdítani a K-héj elektronját,
amely helyére magasabb energiájú
Az idézet abból az korból származik, fémorganikus molekulák, kisebb fehérjék, elektron lép. A K-sugárzás nagyobb
amikor a komplex atomi rendszerek tartoznak ide. A szervetlen kristályok intenzitású, mint a fékezési és a röntgen
legbiztosabb, legpontosabb és leggyorsabb szerkezetének leírása általában sokkal foton, meghatározott hullámhosszú
szerkezeti információit a kevesebb atomból álló egységekkel (monokromatikus), fénysebességgel
röntgendiffrakció adta. lehetséges, ugyanakkor szerkezetük egyenes vonalban terjed (ezt alkalmazzuk
felderítése sokszor igen nagy nehézséggel a diffrakciós kísérletben). A
Az egykristály röntgendiffrakciós jár a gyakran megjelenő magas karakterisztikus sugárzás dublett: a
kísérlet célja: szimmetria miatt. A biológiailag fontos nagyobb intenzitású sugárzás (a) mellett
 a kristály elemi celláját alkotó makromolekulák (fehérjék) diffrakciós mindig megjelenik a kisebb intenzitású β.
atomok koordinátáinak, valamint kísérleteiben a felbontás több Å is lehet (1
 az atomok kapcsolódási sorrendjének Å = 10 cm = 10 m = 0,1 nm) ezért DIFFRAKCIÓ
-10
-8
(konnektivitásának) meghatározása, szerkezetük meghatározása más technikát A “diffrakció” szó Francesco Maria
 a koordinátákból számítható igényel. Az alkalmazott röntgensugárzás Grimaldi XVII. századi jezsuita szerzetes
geometriai paraméterek monokromatikus, hullámhossza nevéhez fűződik, aki a szűk résen át
(kötéstávolságok és szögek, torziós összemérhető az atomi dimenziókkal: vetített fény elhajlását és interferenciáját
szögek, síkok, stb.) számítása, leggyakrabban CuKα, λ=1,5418 Å, vagy tanulmányozta. Az első röntgendiffrakciós
 a konformáció leírása, MoKα, λ=0.7107Å. kísérletet 7 évvel a röntgensugár
 királis molekulák esetében az Röntgensugárzás gerjesztéséhez három felfedezése után Friedrich, Kipping és
abszolút konfiguráció meghatározása, dolog szükséges: elektronforrás (fűtött Laue végezte (1912). Kollimált (fehér)
 annak megismerése, hogyan épül fel katód), valamely eszköz, amely nagy röntgensugárzást bocsájtottak át
a kristály az azt alkotó atomokból, sebességre gyorsítja az elektronokat és a rézszulfát kristályon. A kristály mögé
molekulákból. target (fém), amellyel az elektronok helyezett fényképező lemezen különböző
ütköznek és kölcsönhatásba lépnek. A intenzitású foltok jelentek meg komplikált
A továbbiakban a “kismolekulás kölcsönhatásban a sugárzás veszít mintázatban. Ezzel igazolták Laue
krisztallográfiával” foglalkozunk, amely a energiájából (“lefékeződik”). Az energia feltevését, amely szerint a
krisztallográfiának az a területe, amelyben túl nagy ahhoz, hogy a target elnyelje, így röntgensugárzás hullámhossza
a kísérlet meghaladja az atomi felbontást az energia többlet elektromágneses összemérhető az atomi dimenziókkal,
(ez kevesebb mint ~1000 nem-hidrogén sugárzás formájában távozik. Két ezért a kristály diffrakciós rácsként
atomot jelent). Elsősorban szerves és különböző folyamat által nyerünk röntgen viselkedik.

18 KÉMIAI PANORÁMA 31. SZÁM, 2026. ÉVFOLYAM