Mustaqil ish Mavzu: Kristallooptik taxlil Bajardi

modellashtirish va takomillashtirish. Ushbu jarayonda gipoteza qilingan yoki "model" strukturaning matematik ravishda taxmin qilingan difraksiya naqshlari kristalli namunada hosil bo'lgan haqiqiy naqsh bilan taqqoslanadi. Ideal holda, tadqiqotchilar bir nechta dastlabki taxminlarni amalga oshirmoqdalar, bularning barchasi aniq bir javobga yaqinlashadi. Modellar, ularning taxmin qilingan naqshlari modelni tubdan qayta ko'rib chiqmasdan erishish mumkin bo'lgan darajada mos kelguncha yaxshilanadi. Bu bugungi kunda kompyuterlar tomonidan juda osonlashtiriladigan mashaqqatli jarayon.
Difraktsiya ma'lumotlarini tahlil qilishning matematik usullari faqat amal qiladi naqshlar, bu o'z navbatida faqat to'lqinlar tartibli massivlardan ajralib turganda paydo bo'ladi. Demak, kristallografiya aksariyat hollarda faqat kristallarga yoki o'lchov uchun kristallanish uchun koaksiyel bo'lishi mumkin bo'lgan molekulalarga taalluqlidir. Shunga qaramay, ma'lum miqdordagi molekulyar ma'lumotlarni tolalar hosil qiladigan naqshlardan va changlar, bu qattiq kristal kabi mukammal bo'lmasa-da, bir daraja tartibini namoyish qilishi mumkin. Ushbu tartib darajasi oddiy molekulalarning tuzilishini aniqlash yoki murakkabroq molekulalarning qo'pol xususiyatlarini aniqlash uchun etarli bo'lishi mumkin. Masalan, ning ikki spiral tuzilishi DNK tolali namuna hosil qilgan rentgen difraksiyasi sxemasidan chiqarildi.
Materialshunoslik
Kristallografiya materialshunoslar tomonidan turli xil materiallarga tavsif berish uchun ishlatiladi. Yagona kristallarda atomlarning kristalli joylashuvi ta'sirini ko'pincha makroskopik ko'rish oson, chunki kristallarning tabiiy shakllari atom tuzilishini aks ettiradi. Bundan tashqari, fizik xususiyatlar ko'pincha kristalli nuqsonlar bilan boshqariladi. Kristalli tuzilmalarni tushunish tushunish uchun muhim shartdir kristallografik nuqsonlar. Ko'pincha materiallar bitta kristall shaklida emas, balki poli-kristal shaklida (ya'ni, turli yo'nalishlarga ega bo'lgan kichik kristallarning yig'indisi sifatida) sodir bo'ladi. Shu sababli chang difraksiyasi ko'p sonli kristallarga ega bo'lgan polikristalli namunalarning difraktsiya naqshlarini oladigan usul strukturani aniqlashda muhim rol o'ynaydi.
Boshqa fizik xususiyatlar ham kristallografiya bilan bog'liq. Masalan, tarkibidagi minerallar gil kichik, yassi, plastinkaga o'xshash tuzilmalarni hosil qiladi. Plastinka singari zarralar plitalar tekisligida bir-birlari bo'ylab siljishi mumkinligi sababli loyni osonlikcha deformatsiya qilish mumkin, ammo plitalarga perpendikulyar yo'nalishda mustahkam bog'langan bo'lib qoladi. Bunday mexanizmlarni kristallografik usulda o'rganish mumkin to'qima o'lchovlar.
Boshqa bir misolda, temir dan o'zgaradi tanaga yo'naltirilgan kub (bcc) tuzilmasi a yuzga yo'naltirilgan kub (fcc) tuzilishi deb nomlangan ostenit u qizdirilganda. FCC tuzilishi - bu bcc tuzilishidan farqli o'laroq, zich joylashgan tuzilish; shuning uchun bu konvertatsiya sodir bo'lganda temir hajmi kamayadi.
Kristalografiya fazalarni identifikatsiyalashda foydalidir. Materialni ishlab chiqarishda yoki undan foydalanishda odatda tarkibida qanday birikmalar va qaysi fazalar mavjudligini bilish maqsadga muvofiqdir, chunki ularning tarkibi, tuzilishi va nisbati materialning xususiyatlariga ta'sir qiladi. Har bir fazada atomlarning xarakterli joylashuvi mavjud. Materialda qaysi naqshlar mavjudligini va shu bilan qaysi birikmalar mavjudligini aniqlash uchun rentgen yoki neytron difraksiyasidan foydalanish mumkin. Kristallografiya kristaldagi atomlar tomonidan hosil bo'lishi mumkin bo'lgan simmetriya naqshlarini sanashni qamrab oladi va shu sababli guruh nazariyasi va geometriyasi bilan bog'liq.
Biologiya
Rentgenologik kristallografiya biologik molekulyar konformatsiyalarni aniqlashning asosiy usuli hisoblanadi makromolekulalar, ayniqsa oqsil va nuklein kislotalar kabi DNK va RNK. Darhaqiqat, DNKning ikki spiral tuzilishi kristallografik ma'lumotlardan olingan. Makromolekulaning birinchi kristalli tuzilishi 1958 yilda rentgenologik tahlil natijasida olingan mioglobin molekulasining uch o'lchovli modeli hal qilindi.^[5] The Protein ma'lumotlar banki (PDB) - oqsillar va boshqa biologik makromolekulalarning tuzilmalari uchun erkin foydalaniladigan ombor. Kabi kompyuter dasturlari RasMol, Pimol yoki VMD biologik molekulyar tuzilmalarni tasavvur qilish uchun ishlatilishi mumkin.Neytron kristallografiyasi ko'pincha rentgen usullari bilan olingan tuzilmalarni takomillashtirishga yoki ma'lum bir bog'lanishni hal qilishga yordam berish uchun ishlatiladi; usullar ko'pincha bir-birini to'ldiruvchi sifatida qaraladi, chunki rentgen nurlari elektronlarning holatiga sezgir bo'lib, og'ir atomlardan eng kuchli tarqaladi, neytronlar esa yadro holatiga sezgir bo'lib, ko'plab yorug'lik izotoplari, shu jumladan vodorod va deyteriydan kuchli ravishda tarqaladi.Elektron kristallografiya ba'zi oqsil tuzilmalarini aniqlash uchun ishlatilgan, eng muhimi membrana oqsillari va virusli kapsidlar.