cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
NGC 4359
Други поделби
Проучување на NGC 4359 е вршено од повеќе истражувачи, па поради тоа е вклучен и во други познати збирки според различн критериуми на поделба. Така, во Каталогот на најважните галаксии (PGC), објектот се среќава со ознаката 40330. Во рамките на атласот на длабокото небо, Уранометрија 2000.00, објектот припаѓа на групата означена со бројот 108; додека во Каталогот на основни ѕвезди (GSC) е групиран под бројот 2528. Објектот е забележан и во фотографското истражување спроведено од Паломарската опсерваторија во 1958 година, каде што се споменува во групата под број 64.
Седеф (остров)
Островот Седеф (Sedef Adası, буквално „Островот на бисерната мајка“; грчки: Τερέβυνθος Terebinthos и во античките времиња, исто така, Androvitha или Andircuithos) — еден од деветте острови што ги сочинуваат Принцевските Острови во Мраморното Море, во близина на Истанбул, Турција. Седеф Адаси е официјално населба во областа Адалар во Истанбул.
Со површина од 0,157 km², тој е еден од најмалите острови на архипелагот. Островот е претежно приватна сопственост и сегашните борови шуми во голема мера биле засадени од неговиот сопственик Шехсувар Менеменџиоглу, кој го купил островот во 1956 година и исто така одиграл важна улога во наметнувањето строг градежен режим за да се осигура дека природата и животната средина на островот ќе бидат заштитени. Не е дозволено да се градат куќи со повеќе од 2 ката.
Грчкото име на островот, Теребинтос, значи „ терпентин “, што укажува на значително присуство на терпентинското дрво во претходните времиња. Во 857 н.е. патријархот Игнатиј бил испратен во егзил на островот, каде што бил затворен 10 години пред да биде реизбран за патријарх во 867 година.
Лот (департман)
Лот (Lot, Òlt) — департман во регионот Окситанија, југозападна Франција. Наречен е по реката Лот.
Историја
Ова е еден од првобитните 83 департмани создадени со Француската револуција на 4 март 1790 г. и произлезен е од дотогашната покраина Керси. Во 1808 г. од него се одвоени некои југоисточни кантони, и од нив е создаден департманот Тарн и Гарона. Првично кантонот сепротегал многу појужно и го опфаќал градот Монтобан.
Географија
Департманот се наоѓа во регионот Окситанија и обиколен од департманите Корез, Кантал, Аверон, Тарн и Гарона, Лот и Гарона и Дордоња.
Општини
Лот опфаќа вкупно 322 општини. Еве некои позначајни населени места:
Дрејков Премин
Дрејков Премин (Pasaje de Drake, Drake Passage) или Осесово Море (Mar de Hoces) — водна површина меѓу ’ртот Хорн (најјужна точка на Јужна Америка) и Јужните Шетлантски Острови на Антарктикот. Го поврзува југозападниот дел на Атлантскиот Океан (морето Скоша) со југоисточниот дел на of Тихиот Океан и продолжува во Јужниот Океан.
Историја
Протокот е наречен по славниот англиски гусар и вицеадмирал Френсис Дрејк (1540-1595). Со единствениот преостанат брод, „Златна лаѓа“, септември 1578 г. Дрејк поминал низ Магелановиот Проток, но ветриштата го однеле доста појужно. Оваа случка ги поттикнала морнарите да претпостават поврзаност помеѓу Атлантскиот и Тихиот Океан.
Половина век претходно, одејќи низ Магелановиот Проток, истото му се случило и на шпанскиот морепловец Франсиско де Осес кој во 1525 г. исто така бил оддуван јужно и видел некаков копнен завршеток, претпоставувајќи дека се работи за проток Поради ова, некои шпански и латиноамерикански историчари оваа водна површина ја нарекуваат „Осесово Море“ (Mar de Hoces), во чест на капетанот со тоа име.
Првото минување на протокот за кој има записи е направено во пловидбата на бродот холандскиот брод „Ендрахт“ под водство на морепловецот Вилем Схаутен во 1616 г., кој притоа му го дал името на ’ртот Хорн.
Географија
Протокот е широк 800 км и се протега помеѓу ’ртот Хорн и островот Ливингстон, што претставува накјраток пристап до Антарктикот. Границата меѓу Атлантскиот и Тихиот Океан понекогаш се исцртува како линија од ’ртот Хорн до Снежниот Остров (130 км северно од антарктичкото копно). Како друга граница се зема меридијанот што минува низ ’ртот Хорн. Обете целосно се протегаат низ Дрејковиот Премин.
Напоредникот на кој лежи Дрејковиот Премин нема позначајно копно никаде околу целата Земја, што е важно за непречениот тек на Антарктичката околуполарна струја која низ протокот носи огромно количество вода (600 пати повеќе од Амазон) и ја кружи околу Антарктикот.
Од бродовите кои минуваат низ преминот честопати се забележуваат китови, делфини и морски птици како џиновски и други бурници, албатроси и пингвини.
Геологија
Познато е дека преминот бил затворен со копно, кое почнало да се отвора пред извесни 41 милиони години утврдено со хемиска анализа на заби од риби пронајдени во океанските седиментни карпи. Пред отвореањето, Атлантскиот и Тихиот Океан биле сосема раздвоени, а Антарктикот бил многу потопол. Со спојувањето на двата океана настанала Антарктичката околуполарна струја, поради која континентот станал значително постуден, создавајќи ја денешната ледена покривка.
Пасаралица (Ракитец)
Пасаралица — археолошко наоѓалиште кај радовишкото село Ракитец, Општина Конче. Претставува населба од средниот век.
Веднаш до селото, на околу 150 м од северозападната страна, по површината на нивите се среќаваат фрагменти од керамички садови, тегули, имбрекси и градежен камен.
Квалификации за Светско првенство во фудбал 2022 - КОНКАКАФ Втора рунда
Формат
Вкупно шест екипи се пласирале од првата рунда и играле два натпревари дома-гости во три средби. Трите победници се пласирале во третото коло.
Витдин
Историја
За разлика од другите села на Амрум, Витдин е релативно нова населба. Бил основан во 1890 година како приморско одморалиште веднаш до новото фериботско пристаниште, кое го поврзува островот со копното. Причината за основање на ова ново село бил стравот на многу островјани од опаѓање на нивната фризиска култура поради напливот на туристи од југ. Така, многу Амрумци мислеле дека насочувајќи го туризмот во едно село ќе ја заштити нивната локална заедница од влијанија.
До 31 декември 2006 година, општината Витдин, заедсно со Небел и Нордорф функционирале во рамките на општинската заедница Амрум.
Квалификации за Светско првенство во фудбал 2022 - КОНКАКАФ Втора рунда
Распоред
Првиот и вториот натпревар првично биле закажани за март 2021 година, но подоцна биле презакажани за јуни 2021 година поради пандемијата КОВИД-19.
Витдин
Економија
Витдин е приморско одморалиште, а туризмот е главен извор на приход. Во 2005 година биле забележани 374.000 ноќевања. Постои отворена плажа, базени, како и центар за таласотерапија. Исто така, младинскиот хостел на островот Амрум се наоѓа во Витдин. Во селото се наоѓа единствениот фериботски терминал за островот.
Квалификации за Светско првенство во фудбал 2022 - КОНКАКАФ Втора рунда
Квалификувани тимови
Забелешка: Задебелени екипи се квалификувале во третото коло. Паровите во второто коло биле однапред одредени на следниов начин:
Победниците од групите Д-Ф биле домаќини на првиот натпревар, додека победниците од групите А-Ц билр домаќини на реваншот.
Резултати
Натпреварите се одиграле на 12 и 15 јуни 2021 година.
Натпревари
Ел Салвадор победил со вкупни 6-0 и се пласирал во третото коло. Канада победила со вкупни 4-0 и се пласирала во третото коло. Панама победила со вкупни 2-1 и се пласирала во третото коло.
Регионален пат 2335
Делници
Регионалниот пат 2335 според Јавното претпријатие за државни патишта има вкупно 4 различни делници.
Фантазии (дело на Борхес)
„Фантазии“ или „Измислици“ (шпански: Ficciones) — збирка раскази на аргентинскиот писател Хорхе Луис Борхес од 1944 година.
Содржина
Збирката се состои од 16 раскази распоредени во два циклуса: „Градина со патеки што се разделуваат“ (El Jardín de senderos que se bifurcan) и „Измислици“ (Artifices).
Градина со патеки што се разделуваат
Измислици
За збирката
Првиот дел од збирката „Фантазии“, всушност, ги содржи расказите од збирката на Борхес, „Градина со патеки кои се разделуваат“ од 1941 година, иако расказите претходно биле објавени во списанието „Југ“. Во 1956 година, Борхес ја проширил збирката со три нови раскази: „Југ“, „Фениксовата секта“ и „Крај“. Притоа, во предговорот на изданието од 1956 година, самиот Борхес го посочил влијанието на неколку филозофи и писатели: Шопенхауер, Де Квинси, Стивенсон, Маутнер, Шо, Честертон и Леон Блоа. Некои од расказите Борхес ги посветил на своите пријатели, како: „Пјер Менар, писателот на Дон Кихот“ (со посвета на Силвина Окампо), „Градина со патеки што се разделуваат“ (посветен на Викторија Окампо) и „Смртта и компасот“ (посветен на Аманда Молина Ведија).
Илија Спасовски-Чендо
Илија Спасовски-Чендо - македонски академски сликар.
Животопис
Чендо живее и работи во Неготино.
Манастир (Горна Враштица)
Манастир или Илиница — археолошко наоѓалиште кај радовишкото село Ракитец, Општина Конче. Претставува сакрален објект од средниот век.
На 500 м северозападно од селото се среќаваат ќерамиди и друг градежен материјал. Според преданијата, на ова место се наоѓал манастир со име „Св. Илија“.
Беше еднаш во Холивуд
„Беше еднаш во Холивуд“ (англиски: Once Upon a Time in Hollywood) — американски филм од 2019 година, режиран од Квентин Тарантино (Billy Wilder), кој е автор и на сценариото. Во филмот глумат: Леонардо Ди Каприо, Бред Пит, Маргот Роби, Дакота Фенинг, Лук Пери, Демиен Луис и Ал Пачино. Филмот освоил два „Оскара“: за најдобра продукција и за споредна машка улога (Пит), а бил номиниран уште во осум категории. исто така, бил номиниран за „Златен глобус“ во пет категории од кои победил во три, а од десетте номинации за БАФТА победил само во онаа за споредна машка улога (Пит). Вкупно, филмот освоил 147 награди, а имал уште 341 номинација.
Синопсис
Рик Далтон (го игра Ди Каприо) е поранешна ТВ-ѕвезда која сега глуми по разни ТВ-серии, но има проблеми со алкохолизмот. Неговиот најблизок соработник е касакдерот Клиф Бут (го игра Пит), кој истовремено му е возач и најблизок пријател. Рик живее во Холивуд, каде први соседи му се Роман Полански и Шерон Тејт. По наговор на продуцентот Шварц (го игра Пачино), Рик оди во Италија, каде снима шпагети-вестерни, а оттаму се враќа со девојка и истовремено му соопштува на Клиф дека ќе ја прекинат натамошната соработка. По тој повод, тие се опиваат, а потоа Рик оди да се одмори во својот базен, додека Клиф го шета своето куче. Тогаш, во нивната куќа влегуваат едно момче и две девојки (сите хипици) кои ги напаѓаат Клиф и девојката на Рик, кој пак не знае ништо за нападот. Со помош на своето куче, Клиф ги убива момчето и едната девојка, а другата излегува надвор, каде ја убива Рик со помош на пламенофрлач. За време на борбата е ранет Клиф кого го носат на болница, а Рик оди во посета на своите соседи.
Рендгенска кристалографија
Рендгенска кристалографија или рендгеностроежна анализа — техника што се користи за одредување на атомскиот и молекуларниот строеж на даден кристал. Кристалниот строеж предизвикува дифракција на влезен рендгенски зрак (Х-зрак) во мноштво на определени правци. Со мерење на аглите и интензитетите на овие дифракциони зраци, кристалографот може да создаде тридимензионална слика (дифрактограм) за електронската густина во кристалот. Од оваа електронска густина може да се утврдат средните положби на атомите во кристалот, како и нивните хемиски врски, нивниот кристалографски неред и разни други информации.
Бидејќи многу материјали можат да образуваат кристали (солите, металите, минералите, полуспроводниците и разни неоргански, органски и биолошки соединенија) рендгенската кристалографија е фундаментална метода во развојот на многу научни полиња. На почетоците, со оваа метода се одредувала големината на атомите, должините и типовите на хемиските врски и разликите на атомско ниво помеѓу различни материјали, особено минералите и легурите. Исто така, со оваа метода била откриена структурата и функцијата на многу биолошки молекули, вклучувајќи ги витамините, белковините и нуклеинските киселини. Рендгенската кристалографија сè уште е најупотребуваната метода за карактеризирање на атомската структура на новите материјали.
Кај монокристалните мерења на дифракцијата на рендгенските зраци, кристалот се поставува на гониометар. Гониометарот се користи за позиционирање на кристалот во одредени ориентации. Кристалот се осветлува со фокусиран монохроматски рендгенски зрак, при што создава дифракциона шема на правилно распоредени точки познати како рефлексии. Дводимензионалните слики направени на различни ориентации се претвораат во тридимензионален модел на електронска густина во кристалот со помош на математичкиот метод на Фуриеови преобразби, заедно со познати хемиски податоци за примерокот. Доколку кристалите се премногу мали или доколку внатрешната структура не им е доволно униформна, резолуцијата може да биде слаба (нејасност) или да настанат грешки.
Рендгенската кристалографија е сродна со неколку други методи за одредување на атомските структури. Слични дифракциони шеми можат да се добијат со расејување на електрони или неутрони, кои исто така се толкуваат со помош на Фуриеова преобразба. Доколку не можат да се добијат кристали со доволна големина, се применуваат разни други методи со рендгенски зраци за да се добијат помалку детални информации; таквите методи вклучуваат дифракција на влакна, рендгенска прашковна дифракција и (доколку примерокот не е кристализиран) малоаголно расејување на рендгенски зраци (англ. Small-angle X-ray scattering, SAXS). Доколку супстанцата која се изучува е достапна само во форма на нанокристални прашоци или слабо кристализира, можат да се применат методите на електронска кристалографија за одредување на нејзината атомска структура.
За сите горенаведени методи на дифракција на зраците, расејувањето е еластично, т.е. расејаните рендгенски зраци ја имаат истата бранова должина како влезните рендгенски зраци. Спротивно на тоа, нееластичните методи на расејување на рендгенските зраци се корисни во проучувањето на екцитациите на примерокот, како што се плазмоните, екцитациите на кристалното поле, орбиталните екцитации, магноните и фононите, наместо на неговата атомска структура.
Дифракција на рендгенски зраци
Кристалите се структури изградени од повторлива шема на специфично подредени (организирани во просторот) атоми или молекули, а рендгенските зраци може да се сметаат за бранови на електромагнетно зрачење. Атомите ги расејуваат рендгенските бранови, бидејќи стапуваат во интеракција со нивните електрони. Рендгенскиот зрак кој се судрува со електронот создава секундарни сферични бранови кои се шират од електронот. Овој феномен е познат како еластично расејување, а електронот се нарекува расејувач. Правилна групација на вакви расејувачи продуцира правилна шема на сферични бранови. Иако овие бранови се поништуваат меѓусебно во повеќето правци по пат на деструктивна интерференција, во неколку специфични правци тие конструктивно интерферираат, што е изразено со Бреговиот закон:
Овде d е растојанието помеѓу дифракциските рамнини, θ е влезниот агол, n е цел број, а λ е брановата должина на зракот. Овие специфични правци се јавуваат како точки на дифракционата слика (дифрактограмот) и се нарекуваат рефлексии. На овој начин, дифракцијата на рендгенските зраци произлегува од судирот на електромагнетниот бран (рендгенскиот зрак) со правилно распоредените расејувачи (правилниот распоред на атомите во кристалот).
Брановата должина λ на рендгенските зраци обично е од ист ред на величина (1-100 ангстреми) со растојанието d меѓу рамнините во кристалот. Во принцип, секој бран што доаѓа во контакт со правилно распоредени расејувачи создава дифракција, како што првично предвидел Франческо Марија Грималди во 1665 година. За да се добие значителна дифракција, треба да бидат слични во големина растојанието помеѓу расејувачите и брановата должина на ударниот бран. Првите вештачки дифракциони решетки за видлива светлина биле направени од Дејвид Ритенхаус во 1787 година и Јозеф фон Фраунхофер во 1821 година. Сепак, видливата светлина има премногу голема бранова должина (обично 5500 ангстреми) за да се набљудува дифракција од кристалите. Пред првите експерименти со дифракција на рендгенски зраци, растојанијата помеѓу рамнините во кристалната решетка не биле познати.
Идејата дека кристалите можат да се користат како дифракциона решетка за рендгенски зраци, се јавила во 1912 година во разговор помеѓу Пол Петер Евалд и Макс фон Лауе во Минхен. Евалд предложил модел на резонатор за кристалите за неговата теза, но овој модел не можел да се потврди со користење на видлива светлина, бидејќи брановата должина била поголема од растојанието меѓу резонаторите. Макс фон Лауе сфатил дека е потребно електромагнетно зрачење со пократка бранова должина за да се набљудуваат таквите мали простори и предложил дека рендгенските зраци можеби имаат бранова должина споредлива со растојанието помеѓу елементарните ќелии во кристалите. Фон Лауе работел со двајца техничари, Волтер Фридрих и неговиот помошник Пол Нипинг, за да пуштат рендгенски зрак низ кристал од бакар(II) сулфат и да ја снимат неговата дифракција на фотографска плоча. По развивањето, на плочата имало голем број на јасни точки поредени во кругови, кои се пресекувале околу централна точка продуцирана од централниот зрак. Фон Лауе го открил законот за врската помеѓу аглите на расејување и големината и ориентацијата на елементарните ќелии во кристалот, за што добил Нобелова награда за физика во 1914 година.
Расејување
Како што е опишано во математичката деривација подолу, рендгенското расејување зависи од електронската густина во кристалот. Бидејќи енергијата на рендгенскиот зрак е многу поголема од онаа на валентниот електрон, расејувањето може да се прикаже како Томсоново расејување, т.е. интеракција на електромагнетен зрак со слободен електрон. Овој модел е општо прифатен за да се опише поларизацијата на расејаното зрачење.
Интензитетот на Томсоновото расејување за една честичка со маса m и елементарен електричен полнеж q е:
Оттука, атомските јадра, кои се многу потешки од електроните, придонесуваат занемарливо малку за расејувањето на рендгенските зраци.
Развојот на техниката од 1912 до 1920 година
По пионерското истражување на Макс фон Лауе, рендгенската кристалографија брзо напредувала, особено благодарение на физичарите Вилијам Лоренс Брег и неговиот татко Вилијам Хенри Брег. Во 1912-1913 година, помладиот Брег го развил Бреговиот закон, кој го поврзува набљудуваното расејување со рефлексии од рамномерно распоредени рамнини во кристалот. Таткото и синот Брег ја добиле Нобеловата награда за физика во 1915 година за нивната работа во полето на кристалографијата. Најраните структури обично биле едноставни и со еднодимензионална симетрија. Меѓутоа, како што сметачките и експерименталните методи се подобрувале во текот на следните децении, станало возможно точно да се откријат атомските позиции за покомплексните дво- и тридимензионални аранжмани на атомите во елементарната ќелија.
Потенцијалот на рендгенската кристалографија за одредување на структурата на молекулите и минералите (до тогаш познати нејасно од хемиски и хидродинамички експерименти) бил веднаш реализиран. Најраните структури биле едноставни неоргански кристали и минерали, но дури и овие откриле основни закони на физиката и хемијата. Првата структура со атомска резолуција која била „одгатната“ (одредена) во 1914 година била онаа на готварската сол. Распределбата на електроните во структурата на готварската сол покажала дека кристалите не мора да се состојат од молекули со ковалентни хемиски врски и го докажале постоењето на јонските соединенија. Структурата на дијамантот била одгатната истата година, со што бил потврден тетраедарскиот аранжман на неговите хемиски врски и било откриено дека должината на C-C единечната врска изнесува 1,52 ангстреми. Други структури кои биле рано откриени се бакарот, калциум флуоридот (CaF2, исто така познат како флуорит), калцитот (CaCO3) и пиритот (FeS2) во 1914 година; шпинелот (MgAl2O4) во 1915 година; рутилот и анатасот, кои се форми на титан диоксид (TiO2) во 1916 година; пирохроитот Mn(OH)2 и бруцитот Mg(OH)2 во 1919 година. Исто така, во 1919 година, натриум нитратот (NaNO3) и цезиум дихлоројодидот (CsICl2) биле утврдени од Ралф Валтер Грејстон Викоф, а структурата на вурцитот (шестоаголен ZnS) била утврдена во 1920 година.
Структурата на графитот била откриена во 1916 година со помош на сродниот метод на рендгенска прашковна дифракција, развиена од Петер Дебај и Пол Шерер, а независно од Алберт Хал во 1917 година. Структурата на графитот била определена со монокристална дифракција во 1924 година од страна на две групи независно. Хал, исто така, го користел методот на рендгенска прашковна дифракција за да ги одреди структурите на различни метали, како што се железото и магнезиумот.
Придонеси за хемијата и другите науки
Рендгенската кристалографија довела до подобро разбирање на хемиските врски и нековалентните заемодејства. Најраните испитувања ги откриле типичните полупречници на атомите и потврдиле многу теоретски модели на хемиските врски, како што се тетраедарското врзување на јаглеродните атоми во структурата на дијамантот, октаедарското врзување на металите во амониум хексахлороплатинат (IV), и резонанцијата во планарната структура на карбонатот и ароматичните органски молекули. Структурата на хексаметилбензенот, добиена од Кејтлин Лонсдејл во 1928 година, ја потврдила шестаголната симетрија на бензенот и јасно ја покажала разликата во должината на врската помеѓу алифатичните C-C врски и ароматичните C-C врски; овој наод довел до идејата за резонанција помеѓу хемиските врски. Нејзините заклучоци биле навестени од Вилијам Хенри Брег, кој објавил модели на нафтален и антрацен во 1921 година врз основа на други молекули, што претставува рана форма на молекулска замена.
Исто така, во 1920-тите години, Виктор Мориц Голдшмит и Лајнус Полинг развиле правила за елиминирање на хемиски неверојатните структури и за одредување на релативните големини на атомите. Овие правила довеле до откривањето на структурата на брукитот (1928 година) и разбирањето на релативната стабилност на рутилот, брукитот и анатасот, сите форми на титан диоксид.
Растојанието помеѓу два хемиски врзани атоми е чувствителна мерка за јачината на хемиската врска и нејзиниот ред, па затоа рендгенските кристалографски студии довеле до откривање на уште поегзотични видови на врзување во неорганската хемија, како што се двојните врски метал-метал,  метал-метал четворните врски   и три-централни, две-електронски врски. Рендгенската кристалографија или, постриктно, експериментот за нееластично Комптоново расејување, исто така дала доказ за делумно ковалентниот карактер на водородните врски. Во полето на органометалната хемија, рендгенската структура на фероценот иницирала научни истражувања за сендвич соединенијата, додека структурата на калиум трихлоро(етен)платинат (II) го стимулирала истражувањето на „заднинското врзување“ и метал-пи комплексите. Конечно, рендгенската кристалографија имала пионерска улога во развојот на супрамолекуларната хемија, особено во разјаснувањето на структурите на круна-етерите и на принципите на хемијата домаќин-гостин.
Во науката за материјали, многу комплицирани неоргански и органометални системи се анализирани со користење на монокристални методи, како што се фулерени, металопорфирини и други сложени соединенија. Монокристалната дифракција, исто така, се користи во фармацевтската индустрија, поради неодамнешните проблеми со полиморфите. Главните фактори кои влијаат врз квалитетот на монокристалните структури се големината и регуларноста на кристалот; вообичаена техника за подобрување на овие фактори кај кристалите со мали молекули е рекристализацијата. Кембричката база на податоци за структури (англ. Cambridge Structural Database, CSD) содржи повеќе од 800.000 структури до септември 2016 година; над 99% од овие структури биле одредени со рендгенска кристалографија.
Минералогија и металургија
Од 1920-тите години, дифракцијата на рендгенските зраци била главната метода за одредување на организацијата на атомите во кристалните структури на минералите и металите. Примената на рендгенската кристалографија во минералогијата започнала со структурата на гранатот, која во 1924 година ја утврдил Мензер. Систематската рендгенска кристалографска студија на силикатите била спроведена во 1920-тите години. Оваа студија покажала дека, како што се менува односот Si/O, силикатните кристали покажуваат значителни промени во организацијата на нивните атоми. Махачки ги проширил овие согледувања на минерали, во кои алуминиумот ги заменува силициумовите атоми на силикатите. Првата примена на рендгенската кристалографија во металургијата исто така се случила во средината на 1920-тите години. Најважно, структурата на легурата Mg2Sn, утврдена од Лајнус Полинг, довела до неговата теорија за стабилноста и структурата на комплексните јонски кристали.
На 17 октомври 2012 година, Curiosity роверот на планетата Марс, на местото наречено „Rocknest“ ја извршил првата анализа на дифракција на рендгенски зраци на површината на Марс. Резултатите од ХеМин (CheMin) анализаторот на роверот откриле присуство на неколку минерали, вклучувајќи ги фелдспат, пироксени и оливин.
Органски и мали биолошки молекули
Првата структура на органско соединение, хексаметилентетрамин, била решена во 1923 година. По ова следеле структури на масни киселини со долги јаглеводородни синџири. Во 1930-тите години биле решени структурите на многу поголеми и посложени планарни молекули како фталоцијанинот, која е сродна со структурата на важните биолошки молекули хем, корин и хлорофил.
Англиската хемичарка Дороти Хоџкин со помош на рендгенска кристалографија ги открила структурите на многу биолошки значајни молекули, како што се холестеролот (1937 година), пеницилинот (1946 година) и витаминот Б12 (1956 година), за што ја добила Нобеловата награда за хемија во 1964 година. Во 1969 година, таа успеала да ја открие структурата на инсулинот, на која работела повеќе од триесет години.
Биолошка макромолекуларна кристалографија
Кристалните структури на белковините почнале да се решаваат кон крајот на 1950-тите години, почнувајќи со структурата на миоглобинот на китот Physeter macrocephalus, од страна на Џон Кендру, за која тој ја добил Нобеловата награда за хемија во 1962 година, заедно со Макс Перуц. Од тоа време до денес утврдени се 132055 рендгенски кристални структури на белковини, нуклеински киселини и други биолошки молекули. За споредба, со методот на јадрено магнетно резонантна (NMR) спектроскопија, утврдени се 11904 хемиски структури. Освен тоа, со кристалографија може да се одредат структурите на неограничено големи молекули, додека со NMR на раствори може да се одредат структурите само на релативно мали молекули (помалку од 70 kDa). Рендгенската кристалографија денес рутински се користи од научниците за да се утврди како одредена фармаколошки активна супстанца стапува во интеракција со нејзиниот рецептор и кои промени можат да ја подобрат таа интеракција. Сепак, кристализацијата на трансмембранските белковини сè уште е голем предизвик, бидејќи за нивна екстракција од мембраната потребни се детергенти или други средства кои често интерферираат со кристализацијата. Ваквите мембрански белковини се значајна компонента на геномот и ги вклучуваат јонските канали, активните транспортери и рецепторите. Хелиумската криогеника се користи за да се спречи радијационо оштетување во белковинските кристали.
Еластично наспроти нееластично расејување
Рендгенската кристалографија е форма на еластично расејување; излезните зраци имаат иста енергија (а со тоа и иста бранова должина) како и влезните зраци, само им е променета насоката. За разлика од еластичното расејување, кај нееластичното расејување дел од енергијата на влезните рендгенски зраци се предава на честичките на кристалот, на пример, со возбудување на електроните од внатрешната обвивка на повисоко енергетско ниво. Ваквото нееластично расејување ја намалува енергијата (односно ја зголемува брановата должина) на излезниот зрак. Нееластичното расејување затоа е корисно за испитување на екцитационите состојби на материјата, но не е корисно за одредување на дистрибуцијата на расејувачите во дадениот материјал, што е цел на рендгенската кристалографија.
Брановата должина на рендгенските зраци изнесува помеѓу 10 и 0,01 nm, а типичната бранова должина која се користи во кристалографијата е 1 Å (0,1 nm), која одговара на димензијата на ковалентните хемиски врски и полупречникот на еден атом. Фотоните со подолга бранова должина (како што е ултравиолетовото зрачење) немаат доволна резолуција за утврдување на позициите на атомите. Од друга страна, фотоните со пократка бранова должина, како што се гама-зраците, тешко се продуцираат во голем број, тешко се фокусираат и премногу јако стапуваат во интеракција со материјата, создавајќи парови на честички и античестички.
Други техники со рендгенски зраци
Други техники со еластично расејување на рендгенски зраци вклучуваат дифракција на влакна, рендгенска прашковна дифракција и малоаголно расејување на рендгенски зраци (англ. Small-angle X-ray scattering, SAXS), кои англиската хемичарка Розалинд Френклин ги користела за одредување на двојната завојна структура на ДНК молекулата. Генерално, монокристалната рендгенска дифракција нуди повеќе структурни информации во споредба со овие други техники; сепак, за нејзино изведување се потребни доволно големи и правилни кристали, кои не се секогаш достапни.
Овие методи на расејување обично користат монохроматски рендгенски зраци, кои се ограничени на само една бранова должина, со мали отстапувања. Широк спектар на рендгенски зраци (што претставува мешавина на повеќе различни бранови должини на рендгенски зраци), исто така може да се користи за дифракција на рендгенски зраци, техника позната како методот на Лауе. Тоа е методот кој се користел во оригиналното откривање на дифракцијата на рендгенските зраци. Расејувањето на Лауе дава многу структурни информации со кратка изложеност на рендгенскиот зрак и затоа се користи во структурни студии на многу брзи настани (временска кристалографија). Меѓутоа, тој не е толку погоден како монохроматското расејување за одредување на целосната атомска структура на кристалот, па затоа е посоодветен за кристали со релативно едноставно структурирање на атомите.
Повратната рефлексија на Лауе ги снима рендгенските зраци кои се расејани назад од изворот со широк спектар. Оваа метода е корисна доколку примерокот е премногу дебел за да ги пропушти зраците.
Дифракција на електрони и неутрони
Како што е објаснето подолу, електронската густина во рамките на кристалот и дифракционите слики се поврзани со едноставен математички метод, Фуриеова трансформација, која овозможува лесно пресметување на густината од сликите. Сепак, ова функционира само доколку расејувањето е слабо, односно, доколку расејаните зраци се помалку интензивни од влезниот зрак. Слабо расејаните зраци минуваат низ остатокот од кристалот без да претрпат второ расејување. Повторно расејаните зраци се нарекуваат „секундарно расејување“ и ја попречуваат анализата. Секој доволно дебел кристал произведува секундарно расејување, но бидејќи рендгенските зраци релативно слабо реагираат со електроните, ова обично не претставува проблем. За разлика од нив, електронските зраци можат да создадат силно секундарно расејување дури и кај релативно тенките кристали (> 100 nm). Бидејќи оваа дебелина одговара на пречникот на многу вируси, ветувачка метода е електронската дифракција на изолирани макромолекуларни агрегати, како што се вирусните капсиди и молекуларните машини, која може да се изведе со крио-електронски микроскоп. Покрај тоа, силната интеракција на електроните со материјата (околу 1000 пати посилна отколку рендгенските зраци) овозможува одредување на атомската структура на екстремно мали волумени. Апликациите за електронската кристалографија се движат од биомолекули, како мембрански белковини, до органски тенки филмови, до комплексни структури на (нанокристални) интерметални соединенија и зеолити.
Неутронското расејување е одличен метод за одредување на структури, иако е тешко да се добијат интензивни, монохроматски неутронски зраци во доволни количини. Традиционално се користат јадрени реактори, иако извори кои создаваат неутрони со спалација стануваат сè повеќе достапни. Бидејќи не се наелектризирани, неутроните се расејуваат многу повеќе од атомските јадра отколку од електроните. Затоа, неутронското расејување е многу корисно за набљудување на позициите на лесни атоми со само неколку електрони, особено водородот, кој во суштина е невидлив кај рендгенската дифракција. Неутронското расејување, исто така има, извонредна особина да растворувачот може да се направи невидлив со прилагодување на односот меѓу нормалната вода, H2O, и тешката вода, D2O.
Преглед на монокристална дифракција на рендгенски зраци
Најстариот и најпрецизниот метод на рендгенска кристалографија е монокристална рендгенска дифракција, во која рендгенскиот зрак озрачува еден кристал, со што се создаваат расејани зраци. Кога расејаните зраци удираат на детекторот тие создаваат дифракциона шема на точки; јачините и аглите на овие зраци се евидентираат како што кристалот постепено се ротира. Секоја точка се нарекува рефлексија, бидејќи одговара на рефлексијата на рендгенските зраците од еден збир на рамномерно распоредени рамнини во рамките на кристалот. За монокристали со доволна чистота и правилност во структурата, со податоците за дифракцијата на рендгенските зраци може да се одредат средните должини и агли на хемиската врска во рамките на неколку илјадити делови од ангстрем и во рамките на десетти делови од степен, соодветно. Атомите во кристалот не се статични, но осцилираат околу нивните средни положби, обично за помалку од неколку десетти од ангстрем. Рендгенската кристалографија овозможува мерење на големината на овие осцилации.
Процедура
Техниката на монокристална рендгенска кристалографија има три основни чекори. Првиот, и најчесто најтешкиот чекор, е да се добие соодветен кристал за материјалот кој се изучува. Кристалот треба да биде доволно голем (обично поголем од 0,1 mm во сите димензии), со чист состав и правилна структура, со незначителни внатрешни несовршености, како што се пукнатини или сраснување.
Во третиот чекор, овие податоци се комбинираат во пресметките со комплементарни хемиски информации за да се создаде и усоврши моделот на распоредот на атомите во кристалот. Конечниот модел за распоредот на атомите (сега наречен кристална структура) обично се чува во јавна база на податоци.
Ограничувања
Како повторувачката единица на кристалот (елементарната ќелија) станува сè поголема и посложена, сликата на атомско ниво, создадена со рендгенска кристалографија, станува сè понејасна за одреден број од набљудуваните рефлексии. Познати се два ограничувачки случаи на рендгенска кристалографија – „маломолекулска“ (која вклучува континуирани неоргански цврсти материи) и „макромолекулска“ кристалографија. Кристалографијата со мали молекули (маломолекулска) обично вклучува кристали со помалку од 100 атоми во нивната асиметрична ќелија; таквите кристални структури обично имаат толку добра резолуција што атомите можат да се препознаат како изолирани „топчиња“ на електронска густина. За разлика од нив, кај макромолекуларната кристалографија често има десетици илјади атоми во елементарната ќелија. Овие кристални структури обично имаат помала резолуција (тие се повеќе „размачкани“); атомите и хемиските врски се гледаат како цевки од електронска густина, а не како изолирани атоми. Малите молекули полесно можат да се кристализираат од макромолекулите; сепак, рендгенската кристалографија успешно се изведува и за вируси и белковини со стотици илјади атоми преку подобрени кристалографски слики и подобрена технологија. Иако нормално рендгенската кристалографија може да се изврши само ако примерокот е во кристална состојба, направени се нови истражувања за некристални форми на примероци.
Кристализација
За рендгенската кристалографија потребен е чист кристал со висока правилност во структурата за да може успешно да се реши структурата на комплициран распоред на атоми. Чисти и правилни кристали понекогаш можат да се добијат од природни или синтетички материјали, како што се примероци од метали, минерали или други макроскопски материјали. Редовноста на таквите кристали понекогаш може да се подобри со макромолекуларно кристално жарење (нормализација)  и други методи. Сепак, во многу случаи, добивањето на кристал со дифракциски квалитет е главната пречка за решавање на неговата структура со атомска резолуција.
Маломолекулската и макромолекуларната кристалографија се разликуваат во опсегот на можни техники за производство на кристали со дифракциски квалитет. Малите молекули обично имаат само неколку степени на конформациона слобода и можат да бидат кристализирани со широк спектар на методи, како што се CVD (англ. Chemical Vapour Deposition) и рекристализација. За разлика од нив, макромолекулите обично имаат многу степени на слобода и нивната кристализација мора да биде изведена на таков начин што ќе се одржи нивната стабилна структура. На пример, белковините и поголемите РНК молекули не можат да се кристализираат ако не е формирана нивната терцијарна структура; затоа, опсегот на услови на кристализација е ограничен на услови на растворање во кои макромолекулите остануваат склопени. Белковинските кристали речиси секогаш се растат во раствор. Најчестиот пристап е постепено да се намали растворливоста на белковината; доколку ова се изведе премногу брзо, молекулите ќе преципитираат (исталожат) од растворот, формирајќи бескорисен прашкаст талог или аморфен гел на дното од тубата. Кристалниот раст во растворот се одликува со два чекора: нуклеација на микроскопски кристалит (од веројатно само 100 молекули), проследено со раст на тој кристалит, идеално во кристал со дифракциски квалитет. Условите во растворот кои го поддржуваат првиот чекор (нуклеацијата) не се секогаш истите услови кои го поддржуваат вториот чекор (растот). Целта на кристалографот е да ги идентификува условите на растворот кои го поддржуваат формирањето на еден, голем кристал, бидејќи поголемите кристали нудат подобрена резолуција на молекулата. Следствено, условите на растворот треба да не се соодветни за првиот чекор (нуклеација), но да го поддржуваат вториот чекор (растот), така што само еден голем кристал се формира од една капка. Ако нуклеацијата е премногу фаворизирана, во капката ќе се формираат еден куп на мали кристалити, наместо еден голем кристал; но ако премалку се фаворизира, нема да се формира никаков кристал. Другите пристапи вклучуваат кристализирање на белковините во маслена средина, каде водените раствори на водорастворливи белковини се внесуваат во течно масло, а водата испарува низ слојот од масло. Различните масла имаат различна пропустливост за испарување, па затоа даваат промени во стапките на концентрација од различни смеси на перципиент/белковина. Техниката се заснова на доведување на белковината директно во зоната на нуклеација со мешање на белковината со соодветна количина на перципиентот за да се спречи дифузија на водата од капката.
Многу е тешко да се предвидат добри услови за нуклеација или раст на правилно структурирани кристали. Во пракса, поволните услови се идентификуваат со скрининг; се подготвуваат голем број на одделни раствори на молекулата и се тестираат за кристализација. Се испробуваат стотици, а понекогаш и илјадници, услови на растворот додека не се пронајде најсоодветниот. Различните услови можат да користат еден или повеќе физички механизми за да ја намалат растворливоста на молекулата; на пример, некои ја менуваат рН вредноста, некои содржат соли од серијата на Хофмајстер или супстанци кои ја намалуваат диелектричната константа на растворот, а некои содржат големи полимери како што е полиетилен гликолот, кои ја отстрануваат молекулата од растворот по пат на ентрописки ефекти. Исто така вообичаено е да се испробаат неколку температури за поттикнување на кристализацијата, или постепено да се намалува температурата за растворот да стане презаситен. Овие методи бараат големи количества од испитуваната молекула, бидејќи тие користат висока концентрација на молекулите кои треба да се кристализираат. Поради тешкотијата за добивање на такви големи количества (милиграми) на белковини за кристализација, создадени се роботи кои се способни за прецизно земање на примерок од капка која може да биде само 100 нанолитри во волумен. Ова значи дека во еден експеримент со автоматизација се користи десетпати помало количество од белковината отколку во експеримент изведен со мануелна работа, каде се ракува со количини од еден микролитар.
Познати се неколку фактори кои ја инхибираат или нарушуваат кристализацијата. Растечките кристали обично се одржуваат на константна температура и се заштитени од шокови или вибрации кои може да ја нарушат нивната кристализација. Нечистотиите во растворите за кристализација честопати се штетни за кристализацијата. Конформационата флексибилност во молекулата, исто така, има тенденција да ја направи кристализација помалку веројатна, поради ентропијата. Молекулите кои имаат тенденција да се агрегираат во правилни завојници честопати тешко се агрегираат во кристали. Кристалите можат да бидат нарушени поради сраснување, што може да се случи кога елементарната ќелија може подеднакво поволно да се формира во повеќе различни ориентации; иако неодамнешниот напредок во сметачките методи може да ја реши структурата и на некои сраснати кристали.
Местење на кристалот
Кристалот се мести за мерење така што да биде постојано изложен на рендгенскиот зрак и да може да се ротира. Постојат неколку начини на местење на кристалот. Во минатото, кристалите биле местени во стаклени капилари со растворот за кристализација. Денес, кристалите изградени од мали молекули обично се прикачуваат со масло или лепило на стаклено влакно или јамка, која е направена од најлон или пластика и е прикачена на цврста дршка. Земањето примероци од белковинските кристали се врши со помош на јамка, а потоа бргу се замрзнуваат со течен азот. Замрзнувањето го намалува оштетувањето од рендгенските зраците, а и ги минимизира топлинските движења кои на дифрактограмот го засилуваат шумот (ефект на Дебај-Велер). Пред замрзнувањето, белковинскиот кристал се третира со раствор на криопротектант бидејќи нетретираните белковински кристали често пукаат при замрзнувањето. За жал, самиот третман на кристалот со криопротектант може да предизвика кршење на кристалот, правејќи го неупотреблив за кристалографија. Општо земено, успешните крио-услови можат да се одредат само по пат на обиди и грешки.
Капиларот или јамката се мести на гониометар, така да биде прецизно позиционирана во точка низ која минува рендгенскиот зрак и да може да се ротира. Бидејќи и кристалот и зракот често се многу мали, кристалот мора да биде во рамките на зракот со точност од околу 25 микрометри, што се постигнува со помош на камера која е фокусирана на кристалот. Најчестиот тип на гониометар е „капа гониометарот“, кој нуди три агли на ротација: ω аголот, кој ротира околу оската нормална (под прав агол) на зракот; κ аголот, околу оската приближно 50° од ω оската; и φ аголот, околу оската на јамката/капиларот. Кога κ аголот е нула, ω и φ оските се порамнети. Ротацијата на κ овозможува погодно местење на кристалот. Осцилациите кои се изведуваат за време на собирањето на податоци (наведени подолу) ја вклучуваат само ω оската.
Извори на рендгенско зрачење
Кристалот потоа се поставува во дифрактометар кој е поврзан со извор на рендгенско зрачење. Извор на рендгенско зрачење може да биде рендгенска цевка со стационарна анода (со моќност на влезниот електронски зрак од околу 2 kW), извор со вртечка анода (со моќност на влезниот електронски зрак од околу 14 kW), или синхротрон (значително појак флукс на фотони).
Синхротронското зрачење е најјакото зрачење кое се произведува на Земјата. Таа е најмоќната алатка достапна за рендгенските кристалографи. Ова зрачење се состои од рендгенски зраци генерирани во големи машини наречени синхротрони. Во синхротроните се забрзуваат електрично наелектризирани честички (најчесто електрони) скоро до брзината на светлината, а траекторијата им се ограничува со употреба на јаки магнетни полиња.
Синхротроните обично се национални капацитети, кои првично биле дизајнирани од физичарите кои ги проучувале субатомските честички и космичките феномени. Најголемата компонента на секој синхротрон е неговиот прстен за складирање на електрони. Овој прстен, всушност, не е совршен круг, туку многустран многуаголник. Во секој агол од многуаголникот, или сектор, има прецизно поставени магнети кои го искривуваат протокот на електрони. Како што траекторијата на електроните се искривува, тие испуштаат енергија во вид на рендгенски зраци.
Користењето на синхротронското зрачење честопати бара специфични услови за нејзината употреба во рендгенската кристалографија. Интензивното јонизирачко зрачење може да предизвика оштетување на примероците, особено макромолекуларните кристали. Крио-кристалографијата го штити примерокот од оштетување од зрачењето, со замрзнување на кристалот на температурата на течен азот (околу 100 K). Меѓутоа, синхротронското зрачење ја има можноста за менување на брановите должини, што е критично за експериментите како што се SAD (од англ. Single-wavelength anomalous diffraction) и MAD (од англ. Multi-wavelength anomalous dispersion).
Неодамна, развиени се ласери со слободни електрони за употреба во рендгенската кристалографија. Ова се моментално најсветлите извори на рендгенски зраци. Интензитетот на изворот е таков што шемите на дифракција со атомска резолуција може да се решат за кристали кои се премногу мали за собирање. Сепак, интензивниот извор на светлина го уништува примерокот, што бара замена на примероците и снимање на повеќе од нив. Бидејќи секој кристал е случајно ориентиран во зракот, мора да се соберат стотици илјади поединечни дифрактограми за да се добие комплетен збир на податоци. Овој метод, сериска фемтосекундна кристалографија, бил користен за решавање на структурата на голем број белковински кристали.