Mineralojide X-ışını Kırınımı
X-ışını kırınımı, mineralleri tanımlamak ve saçılan X-ışınlarının açıları ile yoğunluklarından kristal yapılarını belirlemek için birincil yöntemdir.
Tanım
X-ışını kırınım tekniklerinin mineralleri tanımlamak, birim hücre boyutlarını ölçmek ve atomlarının üç boyutlu düzenini belirlemek amacıyla uygulanmasıdır.
Kapsam
Bu konu, kafes düzlemleri tarafından X-ışını saçılmasının fiziğini, Bragg yasasını, tek kristal ve toz yöntemleri arasındaki ayrımı, faz tanımlaması için d-aralıklarının ve referans veri tabanlarının kullanımını, birim hücre iyileştirmesini ve özel kil minerali analizini kapsamaktadır. Kristalografik kuram ile pratik mineral karakterizasyonu arasında bir köprü görevi görmektedir.
Temel sorular
- Bragg yasası, kırınım açısını düzlemler arası uzaklıkla nasıl ilişkilendirir?
- Bir mineral, toz kırınım deseninden nasıl tanımlanır?
- Tek kristal ve toz kırınım analizi arasındaki fark nedir?
- Genleşebilen kil mineralleri, glikolasyon ve ısıtma ile nasıl ayırt edilir?
Temel kuramlar
- Bragg yasası
- Kırınım maksimumları, nλ = 2d sin(θ) eşitliği sağlandığında meydana gelmektedir; bu nedenle, saçılan X-ışınlarının açılarının ölçülmesi, bir minerali karakterize eden ve birim hücresini sınırlayan düzlemler arası uzaklıkları vermektedir.
- Toz kırınımı parmak izi analizi
- Her kristal mineral, karakteristik bir d-aralıkları ve göreceli yoğunluklar kümesi üretmektedir; ölçülen bir deseni referans veri tabanlarıyla eşleştirmek, ince taneli karışımlarda bile kesin faz tanımlaması sağlamaktadır.
Klinik önem
X-ışını kırınımı, ince taneli veya iç içe büyümüş minerallerin tanımlanması, killerin ve cevher fazlarının karakterizasyonu, kayaçlardaki mineral oranlarının nicelendirilmesi için vazgeçilmezdir ve jeoloji, toprak bilimi ve malzeme endüstrilerinde rutin bir analitik araç olarak kullanılmaktadır.
Tarihçe
Von Laue'nin 1912'de kristallerin X-ışınlarını kırdığını keşfetmesi, hemen ardından Bragg'lerin yansıma yasasını formüle etmesi ve basit yapıları belirlemesi, yapısal mineralojinin temelini atmıştır. Debye, Scherrer ve Hull tarafından 1916-1917 yıllarında geliştirilen toz yöntemi, rutin mineral tanımlamasını mümkün kılmıştır.
Öne çıkan isimler
- William Lawrence Bragg
- William Henry Bragg
- Max von Laue
- Peter Debye
İlgili konular
Temel eserler
- bragg1913
- klein2007
- cullity2001
Sıkça sorulan sorular
- d-aralığı nedir?
- Bir kristaldeki bitişik paralel atom düzlemleri arasındaki dik mesafedir; her düzlem kümesi, konumu Bragg yasası aracılığıyla bu aralığa bağlı olan bir kırınım piki vermektedir.
- X-ışını kırınımı amorf maddeleri tanımlayabilir mi?
- Doğrudan tanımlayamaz, çünkü kırınım uzun menzilli periyodik düzene dayanmaktadır; volkanik cam gibi amorf fazlar, keskin pikler yerine yalnızca geniş kamburlar üretmektedir.