Kristalogrāfija

Kristalogrāfija (no grieķu vārdiem kristallon = auksta lāse / sasalusi lāse, šādā nozīmē ticis lietots visām caurspīdīgām cietvielām, un graphein = rakstīt) ir eksperimentāla zinātne, kas pēta atomu izkārtojumu cietvielā. Agrāk kristalogrāfiju definēja kā kristālu zinātnisko izpēti, kas ir šaurāks jēdziens. Kristalogrāfija pēta arī simetrijas veidus, kādus vielā var veidot atomu izkārtojumi.

Pētījumu metodes

Agrāk, pirms rentgena staru difrakcijas metožu attīstības kristālus pētīja tikai balstoties uz to ārējo ģeometriju. Tika mērīti kristāla šķautņu leņķi attiecībā pret teorētiskajām atskaites kristalogrāfiskajām asīm un noteikta pētāmā kristāla simetrija. Šos pētījumus veic ar īpašu iekārtu - goniometru. Katras kristāla šķautnes pozīcija trīsdimensiju telpā tiek kartēta ar īpaša stereogrāfiskā tīkla, piemēram, Volfa tīkla vai Lamberta tīkla palīdzību, atliekot uz šī tīkla kristāla šķautņu polus. Katram tīklā atliktajam punktam tika piešķirts tā Millera indekss. Pabeigtā kristāla šķautņu polu kartēšana ļauj noteikt kristāla simetriju.

Mūsdienās plaši tiek pielietotas difrakcijas metodes, pētot ainu, kas rodas tad, kad kristāla paraugs tiek apstarots ar noteikta veida staru. Šim staram nav noteikti jābūt elektromagnētiskajam starojumam, tomēr visbiežāk tiek izmantoti rentgena stari. Atsevišķos gadījumos tiek lietoti arī elektroni vai neitroni. Kristalogrāfi mēdz skaidri norādīt pētījumu metodē izmantoto staru veidu, piemēram, sakot, ka pētījumiem tika izmantota rentgena staru difrakcija, neitronu difrakcija un elektronu difrakcija.

Trīs uzskaitītie starojuma tipi ar kristāla paraugu mijiedarbojas dažādā veidā. Rentgena stari mijiedarbojas ar valento elektronu telpisko izkliedi. Elektroni ir lādētas daļiņas un ar to palīdzību var noteikt lādiņa sadalījumu atoma kodolā un apkārtējos elektronos. Savukārt neitronus ietekmē atoma magnētiskais lauks.

Diemžēl kristālu atomārās uzbūves pētīšanai nevar lietot optiskā spektra gaismu - šāda starojuma viļņa garums ir pārāk liels salīdzinājumā ar atoma saišu garumu un pašiem atomiem. Tāpēc kristālu izpētei tiek lietoti starojuma veidi ar pēc iespējas īsāku viļņa garumu - piemēram, rentgena stari. Līdz ar to vairs netiek lietoti mikroskopi un netiek arī iegūti atomu attēli ierastajā vārda "attēls" izpratnē.

Pateicoties tam, ka kristāliem raksturīga stingra un cikliska atomu kārtība, kristāli ir ideāls materiāls cietvielas struktūras izpētei. Ja viens rentgena staru fotons atstarotos no viena elektrona, to nebūtu iespējams fiksēt. Taču daudzu rentgena staru fotonu atstarošanās no daudzu precīzi izkārtotā sistēmā novietotu atomu elektronu mākoņiem rada pietiekami spēcīgu signālu, ko ir iespējams fiksēt.

En otros idiomas
Afrikaans: Kristallografie
aragonés: Cristalografía
العربية: علم البلورات
asturianu: Cristalografía
беларуская: Крышталяграфія
беларуская (тарашкевіца)‎: Крышталяграфія
български: Кристалография
bosanski: Kristalografija
čeština: Krystalografie
Esperanto: Kristalografio
español: Cristalografía
فارسی: بلورنگاری
français: Cristallographie
हिन्दी: क्रिस्टलकी
hrvatski: Kristalografija
magyar: Kristálytan
interlingua: Crystallographia
Bahasa Indonesia: Kristalografi
íslenska: Kristallafræði
italiano: Cristallografia
日本語: 結晶学
한국어: 결정학
Lëtzebuergesch: Kristallographie
Lingua Franca Nova: Cristalografia
lietuvių: Kristalografija
Bahasa Melayu: Kristalografi
Nederlands: Kristallografie
norsk nynorsk: Krystallografi
português: Cristalografia
română: Cristalografie
srpskohrvatski / српскохрватски: Kristalografija
Simple English: Crystallography
slovenčina: Kryštalografia
slovenščina: Kristalografija
српски / srpski: Кристалографија
Türkçe: Kristalografi
українська: Кристалографія
oʻzbekcha/ўзбекча: Kristallografiya
Tiếng Việt: Tinh thể học
中文: 晶体学
Bân-lâm-gú: Kiat-chiⁿ-ha̍k