Diferença entre difração de raios X e difração de elétrons

o diferença chave entre difração de raios X e difração de elétrons é que A difração de raios X envolve a difração de um feixe incidente de raios X em direções diferentes, enquanto a difração de elétrons envolve a interferência de um feixe de elétrons.

Tanto a difração de raios X quanto a difração de elétrons são técnicas analíticas que podemos usar para estudar a matéria. Outra técnica é a difração de nêutrons. Essas técnicas revelam as estruturas cristalinas da matéria. Portanto, as aplicações dessas técnicas são em física e química em estado sólido.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é difração de raios X
3. O que é difração de elétrons
4. Comparação lado a lado - Difração de raios X vs Difração de elétrons em forma de tabela
5. Resumo

O que é difração de raios X?

A difração de raios X ou a cristalografia de raios X é uma técnica analítica que usamos para determinar a estrutura dos cristais. Portanto, a teoria por trás da técnica envolve a difração de um feixe de raios X incidente em diferentes direções. Em resumo, medindo os ângulos e intensidades dos feixes difratados, podemos determinar a imagem em 3D da densidade de elétrons dentro desse cristal. Consequentemente, as densidades eletrônicas dão as posições dos átomos na estrutura cristalina. Além disso, podemos determinar as ligações químicas e várias outras informações também.

Figura 01: Difratômetro de raios X

Os cristais têm átomos regularmente arranjados. Os raios X são ondas de radiação eletromagnética. Portanto, os átomos no cristal podem espalhar os feixes de raios X através dos elétrons dos átomos. Como resultado, os raios X atingindo os elétrons produzem ondas secundárias (ondas esféricas) emergindo do elétron. Chamamos esse processo de "espalhamento elástico" e o elétron atua como dispersor. No entanto, essas ondas se cancelam por interferência destrutiva.

O que é difração de elétrons?

A difração de elétrons é uma técnica analítica que usamos para estudar o assunto. Portanto, a teoria por trás dessa técnica envolve o disparo de elétrons em uma amostra para observar os padrões de interferência do feixe de elétrons. O termo interferência refere-se à formação de uma onda resultante de duas ondas que possuem amplitude maior, menor ou igual. Geralmente, realizamos esse experimento em um microscópio eletrônico de transmissão (TEM) ou em um microscópio eletrônico de varredura (MEV). Esses instrumentos usam um feixe de elétrons acelerado (acelerado por um potencial eletrostático).

Figura 02: Um padrão de difração de elétrons

Os sólidos cristalinos têm uma estrutura periódica de átomos. Essa estrutura periódica atua como uma grade de difração (divide e difrata o feixe de elétrons em vários feixes que viajam em direções diferentes). Lá, a dispersão de elétrons ocorre de maneira previsível. O padrão de difração nos fornece detalhes para prever a estrutura do cristal. No entanto, essa técnica possui uma grande limitação por problema de fase (o problema de perda de informações sobre a fase que pode ocorrer ao fazer uma medição física).

Qual é a diferença entre difração de raios X e difração de elétrons?

A difração de raios X e a difração de elétrons são importantes técnicas analíticas que podemos usar para determinar a estrutura cristalina dos sólidos cristalinos. A principal diferença entre a difração de raios X e a difração de elétrons é que a difração de raios X envolve a difração de um feixe incidente de raios X em direções diferentes, enquanto a difração de elétrons envolve a interferência de um feixe de elétrons..

Além disso, a difração de raios X usa um feixe de raios X, enquanto a difração de elétrons usa um feixe de elétrons. Como outra diferença importante entre as difrações de raios X e elétrons, a difração de elétrons é limitada pelo problema de fase, embora não tenha efeito considerável na difração de raios X. Mais detalhes são mostrados no infográfico sobre a diferença entre difração de raios X e difração de elétrons.

Resumo - Difração de raios X vs Difração de elétrons

Tanto a difração de raios X quanto a difração de elétrons são técnicas que podemos usar para determinar a estrutura dos cristais. A principal diferença entre a difração de raios X e a difração de elétrons é que a difração de raios X envolve a difração de um feixe incidente de raios X em direções diferentes, enquanto a difração de elétrons envolve a interferência de um feixe de elétrons..

Referência:

1. "Cristalografia de Raios-X". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 7 de novembro de 2018. Disponível aqui 
2. "Difração de elétrons". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 de julho de 2018. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1. ”Freezed XRD” Por Kaspar Kallip - Trabalho próprio, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2. ”DifraccionElectronesMET” Por Oysteinp na Wikipédia em inglês, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia