La diferencia clave entre la difracción de rayos X y la difracción de electrones es que la difracción de rayos X implica la difracción de un haz incidente de rayos X en diferentes direcciones, mientras que la difracción de electrones implica la interferencia de un haz de electrones.
Tanto la difracción de rayos X como la difracción de electrones son técnicas analíticas que podemos utilizar para estudiar la materia. Otra técnica de este tipo es la difracción de neutrones. Estas técnicas revelan las estructuras cristalinas de la materia. Por lo tanto, las aplicaciones de estas técnicas se encuentran en la física y la química del estado sólido.
¿Qué es la difracción de rayos X?
La difracción de rayos X o cristalografía de rayos X es una técnica analítica que utilizamos para determinar la estructura de los cristales. Por lo tanto, la teoría detrás de la técnica implica la difracción de un haz de rayos X incidente en diferentes direcciones. En resumen, al medir los ángulos y las intensidades de los haces difractados, podemos determinar la imagen 3D de la densidad de electrones dentro de ese cristal. En consecuencia, las densidades de electrones dan las posiciones de los átomos en la estructura cristalina. Además, podemos determinar los enlaces químicos y también otra información.
Figura 01: Difractómetro de rayos X
Los cristales tienen átomos dispuestos regularmente. Los rayos X son ondas de radiación electromagnética. Por lo tanto, los átomos en el cristal pueden dispersar los haces de rayos X a través de los electrones de los átomos. Como resultado, los rayos X que golpean a los electrones producen ondas secundarias (ondas esféricas) que emergen del electrón. Llamamos a este proceso como "dispersión elástica" y el electrón actúa como el dispersor. Sin embargo, estas ondas se cancelan entre sí a través de interferencias destructivas.
¿Qué es la difracción de electrones?
La difracción de electrones es una técnica analítica que utilizamos para estudiar la materia. Por lo tanto, la teoría detrás de esta técnica involucra el disparo de electrones en una muestra para observar los patrones de interferencia del haz de electrones. El término interferencia se refiere a la formación de una onda resultante de dos ondas que tienen mayor, menor o igual amplitud. Por lo general, realizamos este experimento en un microscopio electrónico de transmisión (TEM) o en un microscopio electrónico de barrido (SEM). Estos instrumentos utilizan un haz de electrones acelerado (acelerado por un potencial electrostático).
Figura 02: Un patrón de difracción de electrones
Los sólidos cristalinos tienen una estructura periódica de átomos. Esta estructura periódica actúa como una rejilla de difracción (divide y difracta el haz de electrones en varios haces que viajan en diferentes direcciones). Allí, la dispersión de electrones ocurre de manera predecible. El patrón de difracción nos da detalles para predecir la estructura del cristal. Sin embargo, esta técnica tiene una gran limitación por el problema de la fase (el problema de la pérdida de información sobre la fase que se puede producir al realizar una medida física).
¿Cuál es la diferencia entre la difracción de rayos X y la difracción de electrones?
La difracción de rayos X y la difracción de electrones son técnicas analíticas importantes que podemos utilizar para determinar la estructura cristalina de los sólidos cristalinos. La diferencia clave entre la difracción de rayos X y la difracción de electrones es que la difracción de rayos X implica la difracción de un haz incidente de rayos X en diferentes direcciones, mientras que la difracción de electrones implica la interferencia de un haz de electrones.
Además, la difracción de rayos X usa un haz de rayos X mientras que la difracción de electrones usa un haz de electrones. Como otra diferencia importante entre las difracciones de rayos X y de electrones, la difracción de electrones está limitada por el problema de la fase, mientras que no tiene un efecto considerable en la difracción de rayos X. Se muestran más detalles en la infografía sobre la diferencia entre la difracción de rayos X y la difracción de electrones.
Resumen: difracción de rayos X frente a difracción de electrones
Tanto la difracción de rayos X como la difracción de electrones son técnicas que podemos utilizar para determinar la estructura de los cristales. La diferencia clave entre la difracción de rayos X y la difracción de electrones es que la difracción de rayos X implica la difracción de un haz incidente de rayos X en diferentes direcciones, mientras que la difracción de electrones implica la interferencia de un haz de electrones.
