ФИЗИКА И СТРУКТУРА МАТЕРИИ
Строение молекул и химия
Задолго до создания электронного микроскопа, вслед за первоначальными открытиями фон Лауэ и Брэггами дифракции рентгеновских лучей кристаллами, был разработан значительно более мощный, хотя и косвенный путь наблюдения даже еще более тонких структур (404). Эти методы анализа структуры кристаллов были сейчас настолько усовершенствованы, что представилось возможным в очень большом числе случаев определить точное положение, размеры и формы атомов в достаточно сложных молекулах. Так, например, структура молекулы пенициллина была вначале разработана целиком методами рентгеновских лучей, прежде чем она была подтверждена химическим анализом. Рентгеновский анализ показал, что атомы представляют собой определенные, более или менее сферические тела различных размеров, соответственно их внутреннему строению, имеющие внутри молекул или в кристаллах относительно постоянные и измеримые расстояния между ними. Было показано, что воображаемые картины молекул, нарисованные Кекуле и химиками - органиками XIX века для иллюстрации логических следствий химических реакций, имеют материальную и пространственную основу. Рентгеновские лучи являются не единственными коротковолновыми излучениями, которые могут быть использованы для раскрытия структуры молекул и кристаллов. Была также широко использована дифракция электронов, особенно для изучения поверхностных эффектов, часто имеющих жизненно важное практическое значение, и для определения структуры молекул в газах. В более поздние годы была использована также дифракция в кристаллах нейтронов из ядерных реакторов. Они имеют то большое преимущество, что дают сведения о ядрах атомов, а не об электронных облаках. Благодаря этому было обнаружено существование антиферромагнетизма, при котором магнитные моменты атомов располагаются так, чтобы нейтрализовать друг друга, вместо того, чтобы взаимно поддерживать друг друга, как это происходит, например, в ферромагнитном железе.