Krystalografia

Modele kryształów

Krystalografia (od greckich słów κρύσταλλος krystallos – „lód”, które później zaczęło oznaczać także kryształ górski i inne kryształy, oraz γράφω grapho – „piszę”) – nauka o kryształach, krystalitach oraz substancjach o strukturze częściowo uporządkowanej. Jej zakres pokrywa się częściowo z mineralogią, fizyką ciała stałego, chemią i materiałoznawstwem.

Dziedzina ta obejmuje między innymi:

• Geometrię kryształów: morfologia i symetria kryształów
• Krystalochemię
• Fizyczno-chemiczną krystalografię: struktury rzeczywiste, krystalizacja i wzrost kryształów, dyfuzja, przejścia fazowe
• Fizykę kryształów
• Analizę strukturalną: rentgenografia strukturalna, neutronografia
• Krystalografię mezoskopową: domeny, bliźniaki
• Biokrystalografię: rozwiązywanie struktur białek, techniki hodowli kryształów makrocząsteczek
• Krystalografię techniczną: oznaczanie zawartości próbki metodami dyfraktometrii proszkowej, metody otrzymywania kryształów syntetycznych
• Badania uporządkowanych systemów niekrystalicznych: pseudosymetryczne kryształy (kwazikryształy, struktury modulowane), ciekłe kryształy, badanie powierzchni zewnętrznych i granicznych, bliskie uporządkowanie w szkłach

Historia

• 1669: Niels Stensen formułuje prawo stałości kątów
• 1801: René-Just Haüy odkrywa prawo symetrii kryształów
• 1848: Ludwik Pasteur – ogłoszenie wyników badań nad optycznie czynnymi izomerami kwasu winowego
• 1890/91: Arthur Moritz Schönflies i Jewgraf Fiodorow wyprowadzają 230 krystalograficzne grupy przestrzenne
• 1912: Max von Laue przeprowadza pierwsze doświadczenie ugięcia promieniowania rentgenowskiego na krysztale
• 1913: William Henry Bragg i jego syn William Lawrence Bragg rozwiązują struktury kilku minerałów (Nagroda Nobla 1915)
• 1934: Arthur Lindo Patterson wyprowadza nazwaną od jego nazwiska funkcję Pattersona, która umożliwia rozwiązanie problemu fazowego dla struktur zawierających atom ciężkiego pierwiastka
• 1949: Dorothy Crowfoot Hodgkin rozwiązuje strukturę penicyliny i w 1961 strukturę witaminy B₁₂ (Nagroda Nobla 1964)
• 1951: Linus Pauling na podstawie obserwacji krystalograficznych i właściwości wiązań chemicznych postuluje motywy alfa-helisy i beta-kartki, jako głównych motywów w białkach (Nagroda Nobla 1954)
• 1953: James Watson i Francis Crick, wykorzystując wyniki pracy Rosalind Franklin, która sporządziła dokładny rentegenogram sodowej soli DNA, wyjaśniają strukturę DNA (Nagroda Nobla 1962)
• 1956: Herbert A. Hauptman i Jerome Karle wyprowadzają wzór tangensowy używany do rozwiązania struktur kryształów niecentrosymetrycznych (Nagroda Nobla 1985)
• 1958: John Kendrew rozwiązuje strukturę mioglobiny – pierwsze białko rozwiązane metodami krystalografii
• 1959: Max Perutz rozwiązuje za pomocą krystalografii strukturę hemoglobiny (Nagroda Nobla 1962)
• 1984: Dan Shechtman ze współpracownikami odkrywa w kwazikryształach szybko wychłodzonego stopu glinu i manganu pięciokrotną oś symetrii (Nagroda Nobla 2011)

Zobacz też

• faza (fizyka)
• ciało amorficzne
• rentgenografia strukturalna
• kosmomineralogia

Bibliografia

• Józef Chojnacki: Rentgenografia. [w:] Informacje bibliograficzne [on-line]. PWN, 1960. [dostęp 2014-03-23].
• Józef Chojnacki: Krystalografia chemiczna i fizyczna. [w:] Informacje bibliograficzne [on-line]. PWN, 1961. [dostęp 2014-03-23].
• Józef Chojnacki: Metalografia strukturalna. [w:] Informacje bibliograficzne [on-line]. Wydawnictwo „Śląsk”, 1966. [dostęp 2014-03-23].
• Józef Chojnacki: Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej. [w:] Informacje bibliograficzne [on-line]. PWN, 1973. [dostęp 2014-03-23].