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Difração de raios-X
Pra que serve, e como é. • Técnica para se determinar estrutura de sólidos cristalinos. • Conhecer o arranjo dos átomos em retículos cristalinos ou em um único cristal de uma determinada substância • Baseado nos padrões de interferência de radiação X difratada por estes retículos. • Cada edifício atômico gera um padrão típico de interferência
Cristais
Índices de Miller Inverso de suas coordenadas cartesianas nos eixos cristalográficos h, k e l.
O espectro eletromagnético
Gerando raios-X Transições internas de alta energia
Kα e Kβ Transições L K: Kα Transições M K: Kβ Energias de Κα e β, são típicas de cada elemento Ex: Cu Ka 1,54 Angstrom 8,04 KeV Mo 0,71 Angstrom 17,44 KeV
Filtro ou monocromador
Raiox-X e a matéria • Pelo seu pequeno comprimento de onda, os raios-X interagem com os átomos do retículo, que os desviam. • Desvio do feixe= 2θ • diferença dos “caminhos” dos dois raios= 2x=2dhklsenθ; • Interferênicas construtivas em nλ=2d senθ
Padrões de interferência Ondas em fase: intensidade máxima = interferência construtiva Ondas fora de fase: intensidade entre 0 e Imáx Ondas em oposição de fase: Intensidade=0 Interferência destrutiva Cada ângulo dá um valor de I, que depende da fase das ondas difratadas
Goniômetro
Mede a intensidade de Raio-X difratado em função do ângulo
O difratômetro de Raios-X
Difratogramas de raios-X λ= Comprimento de onda da radiação X d= Distância entre os planos cristalográficos de uma mesma família n=Harmônico de difração (dão origem a múltiplos de d)
nλ =2d sen θ Lei de Bragg
Utilizando a lei de Bragg Sólido lamelar
n=1−−−−−−−> 2θ=8 λ=1,54 Angstroms
d
d
nλ =2d sen θ
d=1,54/(2sen4) d=11 Angstroms
Harmônico de difração
Câmara de Debye-Scherrer
Método de Scherrer-Warren Para sólidos com cristalinidade parcial polímeros por exemplo Pequenos cristais (cristalitos) em matrizes amorfas
Cste ~1, relacionada à forma do cristalito Dimensão dos cristalitos Largura de meio pico
Eq, de Warren p/ filmes Espessura do filme Desordem turbostrática
A mesma matriz lamelar com diferentes íons intercalados Alargamento de picos e surgimento de halos de difração Halos--->material com pouca cristalinidade
Fator de deformação K’
• K’ ou fator de deformação, ou ainda cristalinidade parcial relativa é determinada pelo coeficiente angular da reta
Método de Patterson Ex: V2O5.nH2O Obtido por Bragg
Método de cálculo que permite conhecer a densidade eletrônica nas diferentes direções dos cristais Obtido por patterson
Estrutura de macromoléculas Utilizado na determinação de estrutura de moléculas relativamente grandes como proteinas por exemplo Necessitda de um Monocristal deste material
Difração é realizada em câmara de Debye-Scherrer modificada.
Evaporação lenta do solvente. Difusão de um solvente b numa solução do composto em um solvente a
Difração em monocristal
Diagramas ORTEP
EDX Não é baseada em difração mas permite a análise da composição elementar de amostra sólidas, pelos valores de Kα e Kβ que ela emite, pois é bombardeada por elétrons no interior do microscópio
Exemplo de MEV+EDX
