PRE-DIFFRACTION CRYSTALLOGRAPHY IN TORINO

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1 PRE-DIFFRACTION CRYSTALLOGRAPHY IN TORINO Q. Sella ( ) 1884) Math. cr ystallography A. Avogadro ( ) Treatise of crystall. G. Spezia ( ) Hydrothermal synthesis

2 L IMPATTO SCIENTIFICO DI UN SECOLO DI DIFFRAZIONE Giovanni Ferraris.C. Röntgen ( ) Nobel 1901 M. Von Laue ( ) Nobel 1914.H. Bragg ( ) Nobel 1915 G. tta ( ) Nobel 1963 H.. Kroto (1939 -) Nobel 1996 Giovanni FERRARIS 16 maggio 2012 Acc. Sci. Torino

3 PRIME IPOTESI SULLA STRUTTURA DEI CRISTALLI R. J. Haüy ( ) Struttura dei cristalli secondo Haüy Da Fisica de corpi ponderabili di A. Avogadro

4 1883: STRUTTURA DEI CRISTALLI SECONDO. BARLO. Barlow ( ) analizza gli impacchettamenti compatti di sfere ed ipotizza le strutture di composti semplici come a h

5 I SECOLO: I MISTERI DEI Nel Roentgen nota nuovi misteriorsi raggi prodotti dai tubi di Crookes. Vengono detti RAGGI TUBI CATODICI Tubo a raggi catodici o di Crookes. Nel 1897 J.J. Thomson identifica i raggi catodici con gli elettroni

6 LA PRIMA DIFFRAZIONE DI RAGGI MUSEO DELLA SCIENZA DI MONACO DI BAVIERA Apparato usato nel 1912 da Friedrich e Knipping, su suggerimento di von Laue, per ottenere la prima diffrazione di raggi da parte di un cristallo

7 1912: UNA BRILLANTE IDEA DI MA von LAUE DIMOSTRA LA NATURA ONDULATORIA DEI RAGGI E LA PERIODICITA DEGLI ATOMI NEI CRISTALLI R incidenti R diffusi Ragionamento di Laue Se i cristalli sono strutture periodiche e la radiazione si propaga per onde, le onde diffuse dagli atomi devono dare fenomeni di interferenza CuSO 4.5H 2 O vetriolo

8 CONSEGUENZE DELL ESPERIMENTO DI LAUE Poiché il cristallo di vetriolo dà fenomeni di interferenza, ne consegue che gli atomi nel cristallo si ripetono periodicamente e che i raggi si propagano per onde. NELL IPOTESI CHE LE DIMENSIONI DEGLI ATOMI SIANO CIRCA 1 Ångstrom (Ǻ) = m LA LUNGHEZZA D ONDA DEI RAGGI DEVE ESSERE DELLO STESSO ORDINE DI GRANDEZZA

9 UNA RASSEGNA DEI PRINCIPALI PREMI NOBEL COLLEGATI CON LA CRISTALLOGRAFIA DIFFRATTOMETRICA CHIARAMENTE ILLUSTRA L IMPATTO DELLA SCOPERTA DI LAUE SUL SECOLO DI SCIENZA POSTERIORE AL 1912

10 FISICA.C. Roentgen 1901 Scoperta raggi M. Von Laue 1914 Interpretazione diffrazione raggi.h. Bragg 1915 Interpretazione diffrazione raggi e prime applicazioni LVP R De Broglie 1928 tura ondulatoria degli elettroni P. Debye 1936 Diffrazione raggi e elettroni nei gas

11 FISICA C. J. Davisson 1937 G.P. Thomson 1937 Dimostrazione sperimentale della diffrazione degli elettroni J.G. Bednorz 1987 Supercondutticità in materiali ceramici ispirandosi alla struttura cristallina delle perovskiti B.N. Brockhouse 1994 C.G. Shull 1994 Diffrazione dei neutroni applicata allo studio della materia condensata

12 CRISTALLOGRAFIA E CRISTALLOCHIMICA.L. Bragg 1915 Determinazione delle prime strutture cristalline L. Pauling 1954 Determinazione di strutture Complesse. Teoria del legame chimico J. Karle 1985 H.A. Hautman 1985 Relazioni tra modulo e fase dell onda diffratta (Metodi diretti)

13 BIOCHIMICA E BIOLOGIA M.F. Perutz 1962 Chimica Struttura emoglobina J. atson 1962 Medicina Acidi nucleici Doppia elica D. Hodgkin 1964 Chimica Proteine Vitamina B12 R. MacKinnon 2003 Chimica Canali membrana cellulare A.E. Yonath 2009 Chimica Struttura ribosoma QUESTI SONO 5 DI UNA BEN PIU AMPIA SCHIERA

14 SCIENZA DEI MATERIALI G. tta 1963 Chimica polimeri K. A. Müller 1987 Fisica J.G. Bednorz 1987 Fisica D. Schechtman 2011 Chimica Quasicristalli Superconduttori tipo perovskite

15 CHIMICA L. Pauling 1954 Determinazione di strutture Complesse. Teoria del legame chimico.n. Lipscomb 1976 Borani Legame chimico H.. Kroto 1996 Fullereni R.F. Curl 1996

16 LA MAGGIOR PARTE DEI PREMI NOBEL PRECEDENTEMENTE MOSTRATI HANNO CONTRIBUITO A DECIFRARE LA STRUTTURA ATOMICA DELLA MATERIA (CRISTALLINA). QUESTO E UN PASSO DI FATTO NECESSARIO PER COLLEGARE STRUTTURA E PROPRIETA E PROCEDERE ALLA SINTESI DI (NUOVI) COMPOSTI

17 Polimorfismo del carbonio - In senso orario: diamante grafene, nanotubi, grafite, lonsdaleite, fullerene

18 STRUTTURA DELLA PEROVSKITE

19 MODULI DI PEROVSKITE E TECNOLOGIA TlBa2Can-1CunO2n+3 serie di cuprati di tallio superconduttori n = n = n = n = n =

20 ZEOLITI BASATE SU UNITA A GABBIA TIPO SODALITE

21 MICROPOROSI NON SOLO ZEOLITI!

22 DOPPIA ELICA DNA VIRUS DEL TABACCO