XII. �QU� OTRA INFORMACI�N SE PUEDE OBTENER?
EN ALGUNOS de los cap�tulos anteriores ya vimos que con difracci�n
de rayos X o de neutrones es posible encontrar tanto la estructura
como las distancias caracter�sticas de un cristal o de una mol�cula. Adem�s
de estas propiedades, hay otras que tambi�n se pueden determinar utilizando
la difracci�n de neutrones por alguna de las t�cnicas arriba descritas.
Una propiedad de los cristales que resulta ser de suma importancia est� relacionada con las vibraciones que realizan los �tomos que los componen. Hemos de aclarar lo siguiente: al hablar de la estructura de un cristal nos estamos refiriendo a un conjunto de puntos en los que se encuentran los �tomos que lo componen. As�, por ejemplo, en el caso del cloruro de sodio (sal com�n) la estructura es un cubo. Hemos dicho que los �tomos de cloro y de sodio se encuentran en ciertos puntos del cubo (Figura 20(a)). En realidad lo que ocurre es que los �tomos no se encuentran fijos, inm�viles en estos puntos del cubo, sino que realizan ciertos movimientos, m�s espec�ficamente, oscilan alrededor de estos puntos. La amplitud de la oscilaci�n es peque�a comparada con la longitud del lado del cubo. De esta manera tiene sentido el hecho de que cada �tomo est� localizado alrededor de un punto. Si la amplitud de la oscilaci�n no fuese peque�a, entonces ya no se podr�a asociar un punto de una red con un �tomo y, de hecho la sustancia ya no ser�a cristalina. La amplitud de las oscilaciones de los �tomos depende de la temperatura a la que se encuentre la muestra. Mientras mayor sea esta temperatura, mayor ser� tambi�n la amplitud con la que oscilen.
Al oscilar los �tomos alrededor de los puntos de la red lo hacen con cierta frecuencia. Ahora bien, dado que en un cristal hay much�simos �tomos, las frecuencias de oscilaci�n tambi�n son muy variadas. Hay much�simos valores de estas frecuencias. Una cantidad que podemos considerar es el n�mero de oscilaciones en el cristal para cada valor de la frecuencia. Es decir, saber c�mo est�n repartidas las frecuencias en un cristal dado. A esta cantidad se le llama t�cnicamente espectro de frecuencias de la sustancia.
Cada cristal tiene su espectro de frecuencias que depende de la estructura que tenga, as� como del tipo de �tomos de que est� compuesto. Diferentes cristales tienen distintos espectros de frecuencias. Adem�s, resulta que muchas propiedades termodin�micas del cristal dependen del espectro de frecuencias; podemos citar por ejemplo, cantidades como el valor de su presi�n, el calor espec�fico, etc�tera.
Por medio de la espectrometr�a de neutrones es posible encontrar el espectro de frecuencias de un cristal. Los neutrones de longitud de onda de varios angstrom tienen una energ�a bastante peque�a de manera que su velocidad tambi�n es relativamente peque�a; por lo tanto, al pasar por el cristal e interaccionar con los n�cleos de sus �tomos, el neutr�n tiene tiempo suficiente para "darse cuenta" de que el n�cleo est� oscilando y registrar este fen�meno1 . Por medio de la interacci�n del neutr�n con el n�cleo se incorporan las caracter�sticas de las oscilaciones en el cambio de energ�a que experimenta el neutr�n.
Al interaccionar neutrones con n�cleos que oscilan a diferentes frecuencias,
cambiar�n su energ�a de maneras distintas. Como ya se dijo, es este cambio de
energ�a del neutr�n el que se puede medir por medio de las t�cnicas descritas
anteriormente. En consecuencia, es posible encontrar as� el espectro de frecuencias
de un cristal.
Figura 27. Espectro de frecuencias del sodio, obtenido por medio de espectrometr�a
de neutrones.
En la figura 27 se muestra el espectro de frecuencias del sodio. Podemos darnos cuenta de que este espectro tiene ciertos m�ximos. Esto quiere decir que hay valores de la frecuencia para los cuales hay mayor n�mero de oscilaciones. O, dicho en otras palabras, un buen n�mero de oscilaciones en la red se lleva a cabo con estos valores de la frecuencia. La forma de la gr�fica as� como las posiciones de estos m�ximos depende de la estructura cristalina del sodio. Otros cristales con otras estructuras cristalinas distintas a la del sodio tienen espectros de frecuencias que tienen forma diferente a la mostrada en la figura 28.
NOTAS
1 Por supuesto que al oscilar el �tomo, su n�cleo oscila junto con �l.
