Ok, nếu như bạn cần giúp đỡ gì thì cứ yêu cầu. Mình sẽ cố gắng làm tất cả để giúp cho các bạn học tốt.
Theo như trên thì X ray crystallography áp dụng hầu như trong toàn bộ các chuyên ngành liên quan đến cấu trúc như Protein, chất rắn, hữu cơ lẫn vô cơ. Nói rõ thêm một chút là từ khi Laue và các cộng sự khám phá ra quá trình nhiễu xạ tia X đa sắc thì đó cũng là lúc khai sinh ra môn X ray crystallography. Trước đó là optical crystallography, nhưng phải nói là hầu như toàn bộ lý thuyết về X ray crystallography đã được đặt nền tảng trên Optical crystallography. Vì vậy để hiểu được X ray crystallography thì cần phải học về optical crystallography trước đã.
Optical crystallography có thể tìm thấy trong bất cứ giáo trình nào về tinh thể học hoặc vật lý hay hóa học chất rắn, đó là môn khoa học về crystal morphology and geometry and symmetry. Cụ thể hơn, nó nói về 7 crystal system, then we have 14 bravais crystal lattices và 14 ô mạng cơ sở đó sẽ có tất cả là 32 nhóm điểm đối xứng và 230 nhóm đối xứng không gian nếu xét thêm phép đối xứng tịnh tiến và đối xứng mặt trượt.
Vậy X ray crystallography làm gì trong môn học crystallography. Các bạn tưởng tượng chúng ta có thể làm gi để biết kiểu đối xứng trong một tinh thể bất kỳ. Thời kỳ trước 1912, bằng phương pháp trực quan, có nghĩa và nhìn và đo góc phản xạ của ánh sáng trên bề mặt tinh thể, người ta có thể xếp tinh thể đó vào trong loại hệ tinh thể nào. xa hơn nữa, nếu dùng máy đo góc , goniometer, ta có thể biết nó nằm trong nhóm điểm đối xứng nào. Bằng cách đó, người ta có thể phân loại tinh thể và xây dựng nên môn optical crystallography.
Vậy crystallography nói nôm na là môn khoa học về đối xứng tinh thể và optical crystallography là môn khoa học về tinh thể và đo đạc tinh thể bằng phương pháp quang học. Bằng phương pháp này có thể cho biết kiểu đối xứng của tinh thể nhưng không thể cho biết tinh thể có đơn vị cấu trúc nhỏ nhất là như thế nào, nó sắp xếp ra sao. Điều này là hoàn toàn không thể cho tới khi Laue chứng minh có sự tồn tại của nhiễu xạ tia X và Bragg bằng phương pháp nhiễu xa tia X đơn sắc đã công bố cấu trúc của hầu hết các khoáng vật thông thường. tất nhiên và tính đối xứng của các tinh thể khoáng vật này đã được biết trước đó. Bragg được giải Nobel cho công trình này.
Bản chất nhiễu xạ tia X là quá trình tương tác điện từ giữa bức xạ điện từ X ray và đám mây electron của nguyên tử trong tinh thể. Các tương tác này tuân theo quy luật nhiễu xạ và bị chi phối bởi sự đối xứng của tinh thể (chính là sự sắp xếp tác nguyên tử trong tinh thể đó). Chính vì vậy, nếu biết được kết quả của quá trình nhiễu xạ, ta có thể đoán ra được sự sắp xếp của các tiểu phân trong tinh thể. Quá trình đó được xây dựng bởi một tập thể các nhà khoa học trong nhiều thế hệ và trở thành một môn học gọi là X ray crystallography.
Có thể nói X ray crystallography là một bài toán thuận của môn học tinh thể học (crystallography) trong khi đó, quá trình X ray single crystal difraction là bài toán ngược của môn học này. Các bạn lưu ý là nhiễu xạ tia X bột không đóng góp gì lắm cho ngành học này, đơn thuần nó là một phương pháp xác định sự tồn tại các pha rắn, đôi khi người ta dùng nó để giải cấu trúc và phương pháp Rietveld ra đời nhằm giải quyết vấn đề fefinement của nhiễu xạ tia X (neutron) bột trong quá trình giải cấu trúc.
Nói tóm lại trình tự giải cấu trúc của một tinh thể như sau:
------
1. Nuôi tinh thể để có được một đơn tinh thể đạt yêu cầu nhiễu xạ.
2. Chọn lựa tinh thể tốt nhất bằng optical microscope.
3. Gắn tinh thể lên glass fiber và mount nó vào máy nhiễu xạ đơn tinh thể.
4. Xác định sơ bộ unit cell, sau đó space group. Cuối cùng là data collection.
5. Processing data for structure determination.
6. Giải cấu trúc bằng phương pháp pattersion hay direct method.
7. Refinement.
8. final Check
------
Nói tóm lại là việc tự học crystallography là có thể và không thể. Có thể là nếu như bạn rất thông minh và cần cụ, bạn có thể lãnh hội được tinh thể học và có thể calculate cấu trúc của một số chất rắn với các chương trình miễn phí như WinGX (
http://www.chem.gla.ac.uk/~louis/software/wingx/ . Đây là một chương trình miễn phí phải nói là hoàn hảo, có thể giải và refine cấu trúc với các file của ShelX, cũng là một chương trình miễn phí nhưng không đầy đủ bằng bản có bản quyền kèm theo máy Siemens). Cái không thể ở đây là bạn không có điều kiện và thời gian lẫn một good teacher dạy cho bạn những cái cơ bản nhất, và phương tiện thực hành.
Tôi tự học crystallography khá lâu, nhưng học rồi bỏ rồi học lại tại vì khó quá cũng nhưng là chả có cuốn sách nào trong thư viện lẫn như có người dạy về cái này. Đa số tài liệu là lấy từ internet nhưng tài liệu đầy đủ thì không có và rời rạc. Nói thật ra là không biết phải bất đầu từ cái gì và cần học cái gì tiếp theo.
Chính vì vậy mà tôi mới mở topic này về tinh thể học và đối xứng cũng như nhiễu xạ tia X đơn tinh thể. Các cấu trúc hữu cơ, vô cơ trong các bài báo có thể giải được bằng các phương pháp khác như NMR, IR, UV_VIS .... nhưng các phương pháp đó không thể xác định cấu trúc không gian hoàn hảo như nhiễu xạ tia X được. Đa số các cấu trúc mà các bạn thấy là được giải bằng phương pháp nhiễu xạ. Tôi rất hy vong là một ngày nào đó, tôi có thể thực hành nhiễu xạ đơn tinh thể trên máy nhiễu xạ tại Việt Nam chứ không phải tại trường đại học ở nước ngoài và càng ngày có càng nhiều người biết sử dụng công cụ nghiên cứu khoa học rất đắc lưc này.