La cristal·lografia és la ciència que estudia la forma i estructura dels cristalls. Els cristalls són sòlids en els quals els àtoms estan ordenats seguint una determinada disposició o geometria que es va repetint al llarg de l’espai tridimensional.
Molts compostos, tan orgànics com inorgànics, són sòlids cristal·lins, és a dir, formen cristalls.
Exemples de sòlids que existeixen a la natura com a cristalls són la sal comú (clorur sòdic, NaCl), que forma cristalls en forma de cub o el sulfat de coure (CuSO4), que forma cristalls en forma de romboide.
Cristalls de sulfat de coure
Cristalls de clorur sòdic
De vegades un mateix compost químic pot adoptar diferents formes cristal·lines. Un exemple d’aquest fenomen es el carboni, que pot cristal·litzar com a grafit o bé com a diamant.
Alguns cops s’obté de forma artificial sòlids cristal·lins d’alguns compostos, encara que a la natura no existeixin coma tal, per tal de saber-ne la seva estructura tridimensional. És el cas de les proteïnes, biomolècules com l’ADN o complexos com ara el fotosistema II on té lloc la fotosíntesi.
A l’ICIQ s’empra la cristal·lografia com a tècnica per a saber l’estructura dels compostos que sintetitzen els investigadors. Mitjançant la cristal·lografia, es sap exactament la posició de cada àtom d’un determinat compost en relació als altres àtoms d’aquell compost. També es pot saber la distància entre àtoms, els angles i els angles diedres que formen els enllaços de la molècula. Així, s’obté el que seria l’equivalent a tenir una foto de la molècula que s’està estudiant.
La tècnica analítica més emprada en cristal·lografia és el que s’anomena la difracció de raig X.
La difracció de raig X es basa en irradiar la mostra a estudiar, un determinat cristall, amb rajos X. Els rajos X són un tipus de radiació electromagnètica amb una longitud d’ona que va de 0,1 a 10 nm, suficientment petita per a interaccionar amb els àtoms d’un cristall. Quan els rajos X interaccionen amb els àtoms d’un cristall, canvien de direcció segons unes determinades lleis de la física, es diu que difracten. D’aquesta manera, si recollim la informació dels rajos difractats, i amb els coneixements adequats de la tècnica, podrem interpretar els senyals obtinguts i obtenir-ne informació.
El coneixement aportat per la cristal·lografia és utilitzat en química, física i biologia per a conèixer l’estructura de les molècules, i així poder-les identificar, interpretar-ne i entendre’n el comportament.
La UNESCO va declarar el 2014 com Any Internacional de la Cristal·lografia.