Chemische Kristallographen untersuchen Verbindungen, die sowohl chemisch als auch biologisch interessant sind, d. h. neue synthetische Chemikalien, Katalysatoren, Pharmazeutika, Naturprodukte, Mineralien und dergleichen. Die chemische Kristallographie liefert dabei genaueste Messungen im molekularen Größenbereich.
Die Kristallstrukturanalyse als analytische Methode zur Lösung chemischer Fragestellungen bedarf in erster Linie sehr exakter Messgeräte. Hierfür kommen in erster Linie zwei Verfahren in Frage: Einkristallmethoden oder Pulverdiffraktometrie. Beide machen sich das Phänomen der Gitterbeugung zu Nutze: Strahlungen verschiedener Wellenlänge werden beim Durchleuchten des Untersuchungsmaterials abgelenkt. Da die Größe der zu untersuchenden Strukturen im mikroskopischen Bereich liegt, kommt Röntgenstrahlung zum Einsatz. Elektronenmikroskope neuester Bauart sind mittlerweile ebenfalls in der Lage, Kristallgitter auf Molekülebene zu analysieren.
Einkristallröntgendiffraktometrie
Die Einkristallröntgendiffraktometrie wird angewandt, um die Struktur von “kleinen Molekülen” zu bestimmen. Bereits vor zwanzig Jahren war es hiermit möglich, Strukturen mit einem Durchschnitt von bis zu 100 Atomen zu vermessen. Dank der zunehmenden Rechenkapazität und leistungsfähigerer Mess-Software konnte der obere Grenzwert jedoch auf ca. 500 angehoben werden, mittlerweile ist man in der Lage, sogar eine 1000 Atome enthaltende Struktur zu bestimmen.
Mit Hilfe der sogenannten Einkristallröntgendiffraktometrie (Festkörper-NMR-Spektroskopie) werden die thermodynamischen und strukturellen Daten von Kristallformen ermittelt, die einerseits zur systematischen Erforschung von Struktur-Eigenschaften dienen und andererseits die Grundlage für Erkenntnisse der Zusammenhänge zwischen dem molekularen Aufbau (Kristallgitter, Ordnungsgrad) fester Stoffe und ihren Verarbeitungseigenschaften untersucht. Eine große Rolle spielt diese Untersuchungsmethode vor allem im Arzneimittelbereich.
