X線回折と結晶水

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X線回折と結晶水の違い

X線回折 vs. 結晶水

X線回折（エックスせんかいせつ、、XRD）は、X線が結晶格子で回折を示す現象である。 1912年にドイツのマックス・フォン・ラウエがこの現象を発見し、X線の正体が波長の短い電磁波であることを明らかにした。 逆にこの現象を利用して物質の結晶構造を調べることが可能である。このようにX線の回折の結果を解析して結晶内部で原子がどのように配列しているかを決定する手法をX線結晶構造解析あるいはX線回折法という。しばしばこれをX線回折と略して呼ぶ。他に同じように回折現象を利用する結晶構造解析の手法として、電子回折法や中性子回折法がある。. 結晶水（けっしょうすい）は、ホストとなる分子やイオンと共有結合を作らずに結晶中に含まれる水の分子を指す。この語は化学量論と構造の関係が良く理解されていなかった時代に作られたものであり、現代の構造無機化学では既に廃れている。それでもなお、結晶水の概念は広く普及しており、適切に用いれば有用なものである。水または水分を含んだ溶媒から結晶化を行うと、多くの化合物は結晶格子の中に水を取り込む。「ゲスト」となる水分子との間に強い結合を形成しなくとも、ある化学種が水の存在下でないと結晶化しないということもしばしばある。 古典的には、「結晶水」は金属錯体の結晶格子中に存在するが、金属イオンと直接結合していない水分子のことを指す。「結晶水」が他の原子やイオンと結合もしくは他の相互作用をしていることは明らかであり、そうでなければ結晶格子に取り込まれないはずである。塩化ニッケル(II) 六水和物を例として説明する。この化合物は化学式 NiCl2(H2O)6 で表される。分子構造を研究した結果、その結晶は互いに水素結合した サブユニットと、独立して存在する2分子の水からなることが明らかにされている。すなわち、水分子のうち3分の1は Ni2+ と直接結合しておらず、「結晶水」と呼ばれる。 無機化合物と比べ、タンパク質は通常より多くの水を結晶格子中に取り込む。50%の水が含まれることも珍しくない。水和殻が拡張されていることから、タンパク質のX線結晶構造解析を行う者たちは、結晶での構造は溶液中でのコンフォメーション（立体配座）とそれほど大きく異なることはないだろう、と考えている。.

タンパク質

ミオグロビンの3D構造。αヘリックスをカラー化している。このタンパク質はX線回折によって初めてその構造が解明された。 タンパク質（タンパクしつ、蛋白質、 、 ）とは、20種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結（重合）してできた高分子化合物であり、生物の重要な構成成分のひとつである生化学辞典第2版、p.810 【タンパク質】。 構成するアミノ酸の数や種類、また結合の順序によって種類が異なり、分子量約4000前後のものから、数千万から億単位になるウイルスタンパク質まで多種類が存在する。連結したアミノ酸の個数が少ない場合にはペプチドと言い、これが直線状に連なったものはポリペプチドと呼ばれる武村(2011)、p.24-33、第一章 たんぱく質の性質、第二節 肉を食べることの意味ことが多いが、名称の使い分けを決める明確なアミノ酸の個数が決まっているわけではないようである。 タンパク質は、炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれ、英語の各々の頭文字を取って「PFC」とも呼ばれる。タンパク質は身体をつくる役割も果たしている『見てわかる！栄養の図解事典』。.

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結晶構造

結晶構造（けっしょうこうぞう） とは、結晶中の原子の配置構造のことをいう。.

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