Difracción de Rayos X en Mineralogía
La difracción de rayos X es el método principal para identificar minerales y determinar sus estructuras cristalinas a partir de los ángulos e intensidades de los rayos X dispersados.
Definition
La aplicación de técnicas de difracción de rayos X para identificar minerales, medir las dimensiones de su celda unitaria y determinar la disposición tridimensional de sus átomos.
Scope
Este tema abarca la física de la dispersión de rayos X por planos reticulares, la ley de Bragg, la distinción entre métodos de monocristal y de polvo, el uso de espaciados d y bases de datos de referencia para la identificación de fases, el refinamiento de la celda unitaria y el análisis especializado de minerales de arcilla. Es el puente entre la teoría cristalográfica y la caracterización mineral práctica.
Core questions
- ¿Cómo relaciona la ley de Bragg el ángulo de difracción con el espaciado interplanar?
- ¿Cómo se identifica un mineral a partir de su patrón de difracción de polvo?
- ¿Cuál es la diferencia entre el análisis de difracción de monocristal y de polvo?
- ¿Cómo se distinguen los minerales de arcilla expandibles mediante glicolación y calentamiento?
Key theories
- Ley de Bragg
- Los máximos de difracción ocurren cuando nlambda es igual a 2d sen(theta), por lo que la medición de los ángulos de los rayos X dispersados produce los espaciados interplanares que caracterizan un mineral y restringen su celda unitaria.
- Huella dactilar por difracción de polvo
- Cada mineral cristalino produce un conjunto característico de espaciados d e intensidades relativas; la comparación de un patrón medido con bases de datos de referencia proporciona una identificación de fase inequívoca incluso en mezclas de grano fino.
Clinical relevance
La difracción de rayos X es indispensable para identificar minerales de grano fino o intercrecidos, caracterizar arcillas y fases de mena, cuantificar las proporciones de minerales en rocas, y es una herramienta analítica rutinaria en geología, edafología e industrias de materiales.
History
El descubrimiento de Von Laue en 1912 de que los cristales difractan los rayos X, seguido inmediatamente por la formulación de la ley de reflexión por los Bragg y la determinación de estructuras simples, fundó la mineralogía estructural. El método de polvo desarrollado por Debye, Scherrer y Hull en 1916-1917 hizo posible la identificación rutinaria de minerales.
Key figures
- William Lawrence Bragg
- William Henry Bragg
- Max von Laue
- Peter Debye
Related topics
Seminal works
- bragg1913
- klein2007
- cullity2001
Frequently asked questions
- ¿Qué es un espaciado d?
- La distancia perpendicular entre planos paralelos adyacentes de átomos en un cristal; cada conjunto de planos produce un pico de difracción cuya posición depende de este espaciado a través de la ley de Bragg.
- ¿Puede la difracción de rayos X identificar materiales amorfos?
- No directamente, porque la difracción se basa en un orden periódico de largo alcance; las fases amorfas, como el vidrio volcánico, producen solo jorobas anchas en lugar de picos agudos.