Cristalografia: difração de nêutrons versus difração de raios X

Uma das grandes vantagens da difração de nêutrons sobre a difração de raios X é sua capacidade de localizar átomos na estrutura que dificilmente seriam localizados com raios X.

O fator de espalhamento de raios X é função do número atômico dos elementos, mas o mesmo não se aplica aos nêutrons. Os fatores de espalhamento de nêutrons de átomos leves, como hidrogênio, carbono e nitrogênio, são similares aos de átomos pesados, o que permite que as posições de átomos leves em uma estrutura sejam mais facilmente definidas com radiação de nêutrons em comparação com raios X.

Isso faz com que a difração de nêutrons seja o principal método para a determinação precisa das posições de átomos leves, principalmente o hidrogênio, em uma estrutura. O estudo das ligações de hidrogênio em geral é feito com base em dados de difração de nêutrons, que permitem definir com precisão as distâncias interatômicas.

Uma segunda vantagem é que, em alguns casos, átomos vizinhos na tabela periódica têm diferentes fatores de espalhamento de nêutrons, o que permite que suas posições atômicas sejam diferenciadas entre si. Isso não ocorre no caso dos raios X, em que átomos próximos sempre têm fatores de espalhamento similares.

Uma terceira vantagem é o fato de que os nêutrons apresentam spin e, portanto, interagem com a estrutura magnética do sólido, estrutura esta que se forma pelo alinhamento do spin de elétrons não pareados na estrutura.

O ordenamento magnético em um cristal é invisível aos raios X, mas pode ser revelado pela difração de nêutrons, na forma de feixes difratados adicionais que representam variações da cela unitária.

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