Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

N+1Наука

Деплатформинг структур. Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

Михаил Бойм

Кембриджская база структурных данных (Cambridge Structural Database, CSD) — это большая база кристаллических структур, которая специализируется на органических и металлоорганических соединениях. В ней и ей подобных ученые размещают кристаллические структуры веществ — а также ищут здесь нужные для их работы соединения (от экспериментов до моделирования).

Рост количества структур в кембриджской базе данных с ее основания до 2018 года. ChemLibrarian / Wikimedia Commons

Каждая структура — это текстовый файл, который содержит информацию об условиях эксперимента по дифракции и данные о строении вещества: координаты атомов, параметры кристаллической решетки, распределение электронной плотности в молекуле и так далее.

Чтобы получить эту информацию, химики специально выращивают монокристаллы нужного вещества и проводят его рентгеноструктурный анализ (РСА). А чтобы данные о кристаллической структуре попали в общий перечень, их нужно опубликовать в рецензируемом научном журнале — либо в форме краткого сообщения прямо на сайте кристаллографической базы данных (перед одобрением его тоже рецензируют).

Анализ проводят на рентгеновском дифрактометре. Это лабораторный прибор, стальной шкаф с источником ионизирующего излучения внутри: в нем вращающийся кристалл вещества облучается рентгеновским излучением, а датчики регистрируют картину дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке образца. По сути, химик получает данные о форме и интенсивности дифракционных пиков в зависимости от угла рассеяния. Из них на компьютере рассчитывается структура кристалла: сингония решетки и параметры элементарной ячейки, а по ним уже можно делать выводы о строении отдельных молекул, из которых состоит этот кристалл.

Дифракционная картина монокристалла белка. Jeff Dahl / Wikimedia Commons
Спектр рентгеновской дифракции монокристалла циркония. По вертикальной оси отложена интенсивность выходящего излучения, а по горизонтальной — угол отражения. J. Malley et al. / The European Physical Journal Applied Physics, 2015

Сейчас РСА — рутинный метод. Дифрактометры стоят в каждом уважающем себя институте (по крайней мере, если брать США, Европу и Китай). Если у вас есть монокристалл, определить его структуру не составляет особенного труда. Поэтому кристаллохимики занимаются не столько совершенствованием метода, сколько анализом уже полученных структур, которые берут как раз из баз данных, типа CSD. По ним определяют, как кристаллизуются вещества с разным типом решеток, ищут закономерности в строении вещества и специфике межмолекулярных и межатомных взаимодействий в зависимости от состава и условий синтеза кристалла.

Самое сложное в этом деле — не анализ, а получение монокристалла, структуру которого вы хотите описать, засунув в дифрактометр. Кристаллизация может занять пару минут, а может не случиться вообще, сколько бы не старался экспериментатор.

При этом в сообществе сегодня принято приводить данные РСА в любой научной статье о строении нового вещества — хотя бы для одного из серии соединений с похожей структурой. А лучше, конечно, для конечного вещества в цепочке превращений. Есть случаи, когда для определения структуры достаточно и анализа попроще, но если химик стремится опубликовать статью по синтезу нового вещества со сложной структурой в журнале высокого уровня, скорее всего, ему придется выращивать монокристаллы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски

Люди эпохи верхнего палеолита пользовались красками голубых оттенков

N+1
Что разрушает наши отношения: 3 причины Что разрушает наши отношения: 3 причины

«Черная триада» — три причины, по которым разрушаются отношения

Psychologies
Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении

Как свежий воздух усиливает эффект от физической активности

ТехИнсайдер
Оптимизм оказался ключом к долголетию: мнение ученых Оптимизм оказался ключом к долголетию: мнение ученых

Эликсир вечной молодости поможет найти психология

ТехИнсайдер
Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья? Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья?

Оказывают ли какой-то эффект палки в скандинавской ходьбе?

ТехИнсайдер
Негатив со стороны начальника и коллег: как реагировать? Негатив со стороны начальника и коллег: как реагировать?

К сожалению, рабочая атмосфера не всегда бывает приятной и дружелюбной

Psychologies
«Я стесняюсь говорить о своих желаниях»: как преодолеть робость и получать от окружающих то, что нам нужно «Я стесняюсь говорить о своих желаниях»: как преодолеть робость и получать от окружающих то, что нам нужно

Как справиться с нерешительностью?

Psychologies
Идеальный пресс: 5 методов, которые помогут быстро убрать жир на животе Идеальный пресс: 5 методов, которые помогут быстро убрать жир на животе

Простые способы, которые помогут похудеть в животе

ТехИнсайдер
Почему наш стул коричневого цвета? Почему наш стул коричневого цвета?

Какают все, но почему наш стул именно коричневого цвета?

ТехИнсайдер
Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей

Во время убийств он испытывал «высшее наслаждение»

VOICE
Кинематограф управляет вашими эмоциями. На что нужно обратить внимание Кинематограф управляет вашими эмоциями. На что нужно обратить внимание

Десятилетие за десятилетием киноискусство овладевает умами

ТехИнсайдер
Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета

Простые продукты, в которых много железа

ТехИнсайдер
Города вечной жизни: 5 мест в мире, где введен запрет на смерть Города вечной жизни: 5 мест в мире, где введен запрет на смерть

Местных жителей этих городов смерть не застанет врасплох

Maxim
«Красная Африка»: документальный фильм об абсурдности советской пропаганды «Красная Африка»: документальный фильм об абсурдности советской пропаганды

«Красная Африка» — как выглядела советская пропаганда, запечатленная на пленке

Forbes
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
«Присваивать уже нечего, от прошлого остался один песок» «Присваивать уже нечего, от прошлого остался один песок»

Ирина Сандомирская о том, как реставрация переизобретала и уничтожала прошлое

Weekend
Просыпаюсь, как итальянка: что делают южные модницы, чтобы выглядеть богинями при минимальных затратах Просыпаюсь, как итальянка: что делают южные модницы, чтобы выглядеть богинями при минимальных затратах

Как, ну как итальянские блогеры выглядят так роскошно с самого утра?

VOICE
Самые сложные ударения из ЕГЭ: 10 слов, в которых ошибаются не только школьники Самые сложные ударения из ЕГЭ: 10 слов, в которых ошибаются не только школьники

Разбираем самые популярные ударения из тестов ЕГЭ

ТехИнсайдер
Топ-10 лучших вариантов осеннего маникюра с акцентом: ты должна их попробовать! Топ-10 лучших вариантов осеннего маникюра с акцентом: ты должна их попробовать!

Маникюр с акцентом на один-два ногтя

VOICE
Время во Вселенной может не существовать вовсе! Но вот почему этого не стоит бояться Время во Вселенной может не существовать вовсе! Но вот почему этого не стоит бояться

Существует ли время?

ТехИнсайдер
Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди

Мир никогда бы не узнал о медвежонке Тедди, не прояви упорство Маргарет Штайфф

Forbes
10 недооцененных советских фильмов 10 недооцененных советских фильмов

Советские фильмы, которые незаслуженно остались в тени

Правила жизни
Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной

Интерактивная книга, которая максимально приближена к обычной бумажной книге

N+1
Кролики и все, что о них следует знать владельцам: привычки, диета и другие факты Кролики и все, что о них следует знать владельцам: привычки, диета и другие факты

Кролики — социальные животные, о которых вы мало знаете

ТехИнсайдер
Как обустроить гостиную и не разориться. Советы от эксперта Как обустроить гостиную и не разориться. Советы от эксперта

Гостиная – место встречи всех членов семьи и друзей. Как ее обустроить?

Лиза
Что крадут наши эмоции: 7 фактов Что крадут наши эмоции: 7 фактов

Факты о негативном влиянии эмоций на нашу жизнь

Psychologies
Формула успеха Формула успеха

Эти 10 привычек улучшат твое финансовое положение

Лиза
Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям

Мультфильмы, которые созданы скорее для взрослых

VOICE
«Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику «Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику

Астрономы обнаружили очередного кандидата в древнейшую галактику

N+1
Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку

Мы раскрыли тайну османских красавиц — бери их ключевые бьюти-правила на заметку

VOICE
Открыть в приложении