Cтраница 2
С тех пор, как открыты рентгеновские лучи, прошло 50 лет. Все оказалось правильным, за исключением гипотез: он считал, что икс-лучи представляют собой продольные электромагнитные волны, отличные от поперечных световых волн. [16]
Положение приемника и углы поворота кристалла задаются своей собственной бортовой ЭВМ дифрактометра, в которую нужно лишь заложить предварительные данные о симметрии и размерах кристаллической ячейки. А затем машина сама будет вертеть кристалл и приемник до тех пор, пока не получит сведений о интенсивности икс-лучей, рассеянных кристаллом, во всех нужных точках. Каждая точка требует 2 - 3 секунды, так что всю картину можно отснять за несколько суток. После этого накопленная информация передается на большую ЭВМ, а первая, бортовая, может браться за следующую задачу. Машины для таких работ требуются очень высокого класса. Класс бортовой - примерно такой же, как в спектрометрах ЯМР с Фурье-преобразованием. [17]
Ячейка вовсе не обязана быть единой молекулой. Иногда в ее состав входят сразу несколько молекул, иногда - только их части. Ведь с точки зрения рентгена вещество - это просто набор атомов, развешенных в пространстве. Дело в том, что икс-лучи рассеиваются именно электронами - и тем сильнее, чем гуще в данной точке электронная плотность. А теснее всего концентрируются электроны вблизи атомных ядер: их плотность в районе образования химических связей, между атомами, несравненно ниже. По этому признаку, кстати, можно отличить тяже - лые атомы от легких: около первых рассеивание гораздо сильнее, а вот около такого легковеса, как водород, совсем нет рассеивания - атомы водорода для рентгена прозрачны. Это не значит, что их положение в молекуле нельзя установить с помощью дифракционных методов. Нужно только бомбардировать вещество не икс-лучами, а нейтронами, которые рассеиваются непосредственно атомными ядрами. [18]
Рассуждения эти кажутся беспредметными: какой смысл размышлять о картинах, которые можно было бы увидеть, если бы рентгеновские лучи сфокусировались. Уметь-то не умеем, но законы их рассеивания знаем. И если линза, собирающая икс-лучи, еще не создана, то существуют уравнения, позволяющие описать результат ее действия. Следовательно, если монокристалл осветить икс-лучами с определенной длиной волны и сфотографировать все пятна рассеянного света вокруг него, а затем, выяснив закономерность расположения пятен, рассчитать другую закономерность - распределение электронной плотности по объему ячейки кристалла, то удастся математическим путем воспроизвести то самое, что сделала бы несуществующая пока линза: установить координаты каждого атома внутри кристаллической ячейки. Рентген при этом не может отличить атомы, входящие в состав одной молекулы, от атомов, принадлежащих ее соседке. [19]
Так же, как в ЯМР-спектроскопии, различия при этом составляют крошечную долю от измеряемой величины и называются, естественно, уже знакомым термином - химический сдвиг. Вот для его-то определения и требуется высокая разрешающая способность прибора. И благодаря ему портрет молекулы, изображаемый прибором, оказывается весьма содержательным. Чувствительность же прибора такова, что позволяет найти, скажем, атом кобальта там, где он затерян среди 180 атомов других элементов - в составе молекулы витамина В п ( и не просто кобальта, а кобальта двухвалентного. Причем для такого анализа достаточно менее десятитысячной доли миллиграмма вещества. Установить иным путем валентность металла, входящего в состав биологической системы, бывает не так-то просто. Есть у метода и еще одно важное преимущество. Поскольку кванты икс-лучей взаимодействуют с молекулой столь же быстро, как их собратья из УФ - или ИК-обла-сти, этот метод не менее скорострелен, чем оптические. [20]
Так же, как в ЯМР-спектроскопии, различия при этом составляют крошечную долю от измеряемой величины и называются, естественно, уже знакомым термином - химический сдвиг. Вот для его-то определения и требуется высокая разрешающая способность прибора. И благодаря ему портрет молекулы, изображаемый прибором, оказывается весьма содержательным. Чувствительность же прибора такова, что позволяет найти, скажем, атом кобальта там, где он затерян среди 180 атомов других элементов - в составе молекулы витамина В z ( и не просто кобальта, а кобальта двухвалентного. Причем для такого анализа достаточно менее десятитысячной доли миллиграмма вещества. Установить иным путем валентность металла, входящего в состав биологической системы, бывает не так-то просто. Есть у метода и еще одно важное преимущество. Поскольку кванты икс-лучей взаимодействуют с молекулой столь же быстро, как их собратья из УФ - или ИК-обла-сти, этот метод не менее скорострелен, чем оптические. [21]