b"\n_START_ARTICLE_\nR\xc3\xb6ntgendiffractie\n_START_PARAGRAPH_\nR\xc3\xb6ntgendiffractie, ook r\xc3\xb6ntgenkristallografie, is een techniek om aan de hand van de verstrooiing van r\xc3\xb6ntgenstralen de structuur van vaste stoffen te bepalen. Als de techniek op kristallen wordt toegepast, kan daarmee de kristalstructuur zeer nauwkeurig worden bepaald. Uit het diffractiepatroon is het mogelijk de positie van de atomen in de moleculen te reconstrueren. In de vroege jaren vijftig begonnen wetenschappers deze techniek toe te passen op biologische moleculen zoals DNA en eiwitten. De techniek wordt gebruikt voor de bepaling van de structuur van mineralen, eenvoudige en minder eenvoudige organische verbindingen zowel als eiwitten. R\xc3\xb6ntgendiffractie is een zeer nauwkeurige microscopische techniek. Waar atoomkrachtmicroscopie inmiddels net in staat is om individuele atomen te zien, kan met r\xc3\xb6ntgendiffractie de positie van de atomen nog 100 tot 1000 maal nauwkeuriger worden bepaald.\n_START_SECTION_\nGeschiedenis van de r\xc3\xb6ntgendiffractie aan eenkristallen\n_START_PARAGRAPH_\nMeestal wordt er voor r\xc3\xb6ntgendiffractie met monochromatische straling gewerkt. Dat is echter niet hoe de techniek origineel werd ontwikkeld. Max von Laue bedacht in 1912 dat een kristal met zijn driedimensionale translatiesymmetrie als een natuurlijk rooster kon dienen voor licht van de juiste golflengte, analoog aan experimenten die waren gedaan met zichtbaar licht aan een tralie. Zijn eerste experimenten deed hij door r\xc3\xb6ntgenstraling op kristallen van kopersulfaat te laten vallen. Gelukkig was zijn stralingsbron polychromatisch, want anders had hij hoogstwaarschijnlijk weinig of niets gezien._NEWLINE_De resultaten die von Laue behaalde, trokken de interesse van vader William Henry Bragg en zoon William Lawrence Bragg, die in 1913 experimenten zoals die van von Laue gebruikten om de structuur van keukenzout te bepalen. Daarvoor moesten zij een theorie uitwerken, met daarin de diffractieregel die nu nog bekend is als de Wet van Bragg._NEWLINE_Een van de andere wetten van de r\xc3\xb6ntgendiffractie, de wet van Friedel, heeft in Nederland een bijzondere rol gekregen. Deze wet, genoemd naar Georges Friedel, zegt dat elke diffractie-intensiteit identiek is met zijn tegenpool aan de andere kant van de oorsprong. De Nederlandse kristallograaf Johannes Martin Bijvoet ontdekte in de jaren zestig van de 20ste eeuw dat dit niet altijd het geval was: Friedels wet bleek niet altijd op te gaan. Bijvoet ontdekte dat, als er in een kristal zware atomen voorkomen, het mogelijk is om de absolute structuur van een molecuul te bepalen. Hij kon zien welk van twee spiegelbeeldige stereo-isomeren werkelijk in een kristal aanwezig waren. Zeker na het Softenondrama, het drama met het geneesmiddel thalidomide waarvan een stereo-isomeer teratogeen bleek te zijn, was deze ontdekking een zeer belangrijke doorbraak._NEWLINE_Kristallografen waren onder de eerste wetenschappers die voor de complexe berekeningen computers inzetten. Rond 1965 kostte het bepalen van de structuur van een organische verbinding van een tiental atomen enkele jaren werk. Door de ontwikkeling van snellere computers en technieken die een groot deel van het werk automatiseerden, vergde dat rond het begin van de 21ste eeuw nog slechts enkele minuten. Het werd mogelijk steeds ingewikkelder kristalstructuren te bepalen: kleinere kristallen, grotere aantallen atomen en meer afwijkingen van de strikte translatiesymmetrie vormen alsmaar minder belemmeringen voor het vinden van de kristalstructuur._NEWLINE_Er zijn nu honderdduizenden organische verbindingen waarvan de structuur bekend is, en elk jaar komen er tienduizenden bij. Zelfs structuren van eiwitten met vele duizenden atomen worden inmiddels in grote aantallen per jaar bepaald.\n_START_SECTION_\nOmkering van de straal\n_START_PARAGRAPH_\nAls men de diffractietheorie van Bragg, zoals hierboven beschreven, bestudeert, kan men zien dat men de richting van alle lichtbundels kan omkeren zonder het experiment te verstoren. Als men in een diffractie-experiment de invallende bundel laat komen vanuit de plek waar hij in een eerder experiment naartoe ging, zal de nieuwe verstrooide bundel naar de richting gaan waar hij in het eerdere experiment vandaan kwam. De faseverschillen van alle elektronen langs de translatiesymmetrie zijn voor beide experimenten gelijk maar tegengesteld, en de intensiteit van de gediffracteerde bundel is daardoor voor beide gevallen identiek. Dit is de Wet van Friedel, en de twee bij elkaar horende bundels heten een Friedelpaar. De Nederlandse kristallograaf Bijvoet ontdekte echter dat deze gelijkheid niet altijd op hoeft te gaan: als er in de structuur zware atomen zitten waarvan de binnenste elektronen erg snel bewegen, kan er een fasevertraging optreden in de resonantie van het elektron. In zo'n geval kan er een klein verschil ontstaan tussen de twee experimenten: bij de omkering van de stralen vindt immers geen fasevooruitschuiving plaats, maar opnieuw een fasevertraging. Daardoor is er  mogelijkheid dat er een verschil ontstaat tussen de twee waargenomen intensiteiten. Deze verschillen tussen de intensiteiten van een Friedelpaar worden naar de ontdekker Bijvoetverschillen genoemd.\n_START_SECTION_\nMateriaalkunde\n_START_PARAGRAPH_\nDiffractie is een veel gebruikte techniek in de materiaalkunde. In eenkristallen is het vaak makkelijk te zien wat het effect van de kristallijne structuur is, omdat het kristal op macroscopische schaal de atomaire structuur weerspiegelt. Bovendien hangen fysische eigenschappen vaak af van roosterdefecten. De studie van een kristalstructuur is een belangrijke voorwaarde voor het begrip van deze defecten. Met behulp van poederdiffractietechnieken kunnen verder spanningen in materialen direct worden gemeten._NEWLINE_In materialen met meerdere verschillende vaste fasen kan de kristallografie worden gebruikt om de verschillende fasen te herkennen. Omdat in elke fase de cel verschilt, of ten minste de rangschikking van de atomen, verandert het diffractiepatroon bij een faseovergang. Elke fase kan zo worden herkend. Ook fasen die alleen onder heel hoge drukken voorkomen kunnen worden bestudeerd door ze in speciale monsterhouders (diamantdrukcellen) op te sluiten.\n_START_SECTION_\nMineralogie\n_START_PARAGRAPH_\nIn de mineralogie en geologie wordt kristallografie veelvuldig gebruikt om mineralen te herkennen._NEWLINE_Een voorbeeld van een eigenschap die met de kristalstructuur verband houdt, is de structuur van klei: veel van de mineralen in klei vormen kristallen die dun en plaatvormig zijn. Het feit dat deze plaatjes makkelijk langs elkaar kunnen schuiven, kan de macroscopische gedragingen van klei verklaren._NEWLINE_Doordat bij kristallografie een monster niet wordt vernield, kan voor een echtheidsanalyse van edelstenen ook gebruik worden gemaakt van diffractie als identificatietechniek.\n_START_SECTION_\nMetaalkunde\n_START_PARAGRAPH_\nOok bij metalen wordt r\xc3\xb6ntgendiffractie toegepast. Een voorbeeld is ijzer, dat bij kamertemperatuur een lichaamsgecenterde kubische cel heeft, maar bij verhitting overgaat in een dichter gestapelde vlakkengecenterde kubische cel. De kennis van deze faseovergang verklaart waarom het volume bij die temperatuur plots afneemt._NEWLINE_Ook de eigenschappen van supergeleidende materialen kunnen met behulp van kristallografie worden bestudeerd.\n_START_SECTION_\nOrganische chemie\n_START_PARAGRAPH_\nIn de organische en organometaalchemie wordt diffractie gebruikt als ultieme analytische techniek: men kan hiermee precies aantonen of er is gemaakt wat men wilde maken. De enige voorwaarde is dat de stof kristallijn moet zijn of kan uitgekristalliseerd worden.\n_START_SECTION_\nBiologie\n_START_PARAGRAPH_\nR\xc3\xb6ntgenkristallografie is de belangrijkste methode om de moleculaire structuur van eiwitten en andere biopolymeren te bepalen. Zo was bijvoorbeeld de dubbelehelixstructuur van DNA afgeleid uit een diffractie-experiment. Diffractiepatronen van biologisch belangrijke moleculen zijn zeer complex, en er zijn andere rekentechnieken nodig om de structuur van deze grote moleculen op te lossen. Ook wordt vaak gebruikgemaakt van synchrotrons als bron voor de r\xc3\xb6ntgenstraling, omdat ze door een veel grotere intensiteit dan andere bronnen, kunnen worden gebruikt voor veel kleinere en zwakker verstrooiende kristallen._NEWLINE_De structuur van eiwitten wordt in de farmacie gebruikt om het mechanisme van eiwitten te kunnen begrijpen, en om te kunnen ingrijpen in de werking als dat nodig is om een ziekte te bestrijden."