Información de utilidad

Tipos de muestras y preparación

Las técnicas de difracción de rayos X se utilizan típicamente para estudiar muestras cristalinas. Para llevar a cabo estudios de difracción de rayos X de polvos, se necesita una muestra cristalina en una cantidad mínima de 20 mg y para utilizar la difracción de monocristal, es necesario contar con monocristales del sistema que se desea estudiar. Durante la cristalización, el compuesto de estudio puede cristalizar en más de una fase diferente. De esta manera, el análisis de DRX de monocristal puede no coincidir con el de la muestra policristalina. Es importante conocer ambos datos para vincular los datos obtenidos a partir de un único monocristal (resultados de DRX de monocristal) con los que corresponde a una cantidad mayor de muestra cristalina (datos del “bulk”, que se obtienen a partir de DRX de polvos).

Evaluación y montado de un cristal
(consideraciones previas a una medida de DRX)

Dimensión del monocristal apto: 0,1-0,3 mm.
Las moléculas del solvente son parte de la formación del cristal. Por ello, si se lo remueve del solvente de cristalización, los mismos pueden perder calidad o incluso descomponerse. Este proceso debe realizarse de manera cuidadosa.
Colimador: típicamente se utiliza el de 0,5 mm; por ello, las dimensiones del cristal deben ser comparables.
Tema de la absorción: la absorción puede dar lugar a diferentes inconvenientes en el tratamiento de los datos, por ello es necesario realizar las rutinas para hacer la corrección más adecuada. En principio todos los cristales son anisotrópicos (a excepción del cúbico o tetragonal isotrópico)
Evaluación del cristal mediante microscopía óptica (con polarizadores cruzados). Este proceso permite identificar si el cristal analizada de manera preliminar se se trata o no de un monocristal. Es posible determinar grado de cristalinidad, si se trata de agregados o si presenta grietas o defectos. Primera etapa: análisis con luz natural. Segunda etapa: con luz polarizada. La forma en que se oscurece o brilla el cristal, a partir de mover el analizador, brinda información sobre el mismo. Si el brillo (o coloración) es diferente en distintas partes del cristal, entonces, es probable que no se trate de un monocristal. Cambiando el analizador se debe pasar de brillante a oscuro de forma total. Igualmente hay algunos cristales que poseen calidad óptima y no reaccionan frente a la luz polarizada de la manera esperada.
En principio todos los cristales son anisotrópicos (a excepción del cúbico o tetragonal isotrópico).
La cristalización es una técnica de purificación, por lo que la muestra puede cristalizar en una fase distinta y de esta forma el análisis de DRX no coincide con el de polvos.
Los cristales orgánicos tienen fuerzas débiles (de Van der Waals).

Tipos de montaje

1) Cristal se fija a la fibra de vidrio y se pega en la punta con poxipol 10 min. Esto no sirve para mediciones a alta temperatura, sólo entre 100°C a 200°C. Todo el procedimiento se realiza bajo la lupa.
2) Se coloca adentro de un capilar con solvente (aislado del exterior). La desventaja es que el vidrio absorbe mucho los rayos x. Este tipo de montaje es muy útil para cristales que se degradan cuando son removidos del solvente de cristalización.
3) El cristal se suspende en un aceite especial y luego se adhiere a un microloop de fibra. Esta técnica es ideal para determinaciones a bajas T.
Luego que el cristal está sujeto en a lguno de los tres dispositivos mencionados, se coloca en la cabeza goniométrica. Hay 4 ejes de rotación distintos (con un error de 5 μm). Antes de realizar con la colección de datos, se debe proceder al centrado del cristal con respecto a la intersección de los 4 ejes


Características de las muestras policristalinas para estudios por DRX de polvos y preparación

La muestra debe estar finamente pulverizada (tamaño de partícula ~ 5 μm), y la distribución de partículas debe ser al azar, minimizando de esta forma la orientación preferencial. Además, una vez colocada sobre el portamuestra, es importante hacer coincidir la superficie de la muestra con el plano de difracción indicado (poca rugosidad). Por esta razón debe indicarse si es necesario realizar una pulverización o molienda y tamizado previo a la medición. Para llevar adelante este proceso debe considerarse la dureza de la muestra, así como también posibles degradaciones (humedad, aire, fricción, entre otros).

Web: IUCr

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