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

Обычный лед оказался флексоэлектрическим Обычный лед оказался флексоэлектрическим

Лед проявил сегнетоэлектрические свойства

N+1
Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo

Как стартап-маркетплейс Zilingo взлетел и рухнул

VC.RU
Генно-модифицированные островковые клетки прижились у пациента без иммуносупрессии Генно-модифицированные островковые клетки прижились у пациента без иммуносупрессии

Успех эксперимента по пересадке генно-модифицированных аллогенных бета-клеток

N+1
Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины

Как быстро изнашиваются шины у электромобиля и как дорого стоит их замена

ТехИнсайдер
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой

Этнограф Варвара Кузнецова решила, что справится с путешествием на Чукотку

VOICE
«Ночная тварь»: история маньяка Бориса Серебрякова, который обещал вернуться после смерти «Ночная тварь»: история маньяка Бориса Серебрякова, который обещал вернуться после смерти

Серебряков производил впечатление совершенно обычного мужика

VOICE
Окно в Париж Окно в Париж

Художник-импрессионист Камиль Писсарро и его парижские пейзажи

Вокруг света
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
Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы» Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы»

Почему вдруг важными становятся групповые процессы, а не индивидуальность?

Psychologies
15 незаметных признаков очень больших денег 15 незаметных признаков очень больших денег

Настоящее богатство видно при очень внимательном рассмотрении и хорошей дедукции

Maxim
Перезапустить либидо Перезапустить либидо

Что можно предпринять, если в постели уже очень давно ничего не происходит?

Psychologies
Одна вокруг света: озеро на месте «звездной раны» и деревенская прачечная в Боливии Одна вокруг света: озеро на месте «звездной раны» и деревенская прачечная в Боливии

182-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Боливия

Forbes
«Цена утопии». История российской модернизации «Цена утопии». История российской модернизации

Отрывок из книги «Цена утопии» — как Россия пыталась реализовать утопию

N+1
Имеют ли право судебные власти Имеют ли право судебные власти

Юрист анализирует право человека на частную жизнь его мозга

ТехИнсайдер
Болезнь тридцатилетних. Что такое кризис четверти жизни и как его правильно прожить Болезнь тридцатилетних. Что такое кризис четверти жизни и как его правильно прожить

Почему люди испытывают кризис четверти жизни?

Inc.
Страх и ненависть в лесу: «Бойся темноты» как пародия на фильм ужасов Страх и ненависть в лесу: «Бойся темноты» как пародия на фильм ужасов

«Бойся темноты» — несостоятельный сценарий и блеклая актерская игра

Forbes
Чем отмыть зеленку в домашних условиях: любимую одежду еще можно спасти Чем отмыть зеленку в домашних условиях: любимую одежду еще можно спасти

Попробуем вывести пятно от зеленки с цветных и белых вещей в домашних условиях

ТехИнсайдер
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант
А если он не бил, а просто замахнулся? Виды насилия в семье и когда точно пора бежать А если он не бил, а просто замахнулся? Виды насилия в семье и когда точно пора бежать

Каким бывает насилие в семье, и когда стоит расставаться

Psychologies
Федерико Феллини — о вреде продюсеров и изнанке кинематографа. Фрагмент автобиографии режиссера «Делать фильм» Федерико Феллини — о вреде продюсеров и изнанке кинематографа. Фрагмент автобиографии режиссера «Делать фильм»

Отрывок из автобиографии великого итальянского режиссера Федерико Феллини

Правила жизни
Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника

Человек vs машина: кто способен лучше рисовать картины?

Forbes
Дети и старческая деменция: как научить ребенка не злиться на больного Дети и старческая деменция: как научить ребенка не злиться на больного

Как научить взаимодействовать с человеком, который может забыть собственное имя?

Psychologies
Доступная заграница Доступная заграница

5 интересных стран, где нас ждут

Лиза
Бессмертие ей к лицу: почему после Бессмертие ей к лицу: почему после

Почему рухнула карьера Эшли Грин?

VOICE
Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери

«Адам» и «Ева» — виртуальные точки, с которых человечество ведет родословную

ТехИнсайдер
От Голды Меир до Индиры Ганди: как женщины становились премьер-министрами От Голды Меир до Индиры Ганди: как женщины становились премьер-министрами

Женщины, которые, несмотря на трудности, реализовали свои политические амбиции

Forbes
Как развить самодисциплину всего за 5 минут в день Как развить самодисциплину всего за 5 минут в день

Как пустяковые полезные привычки могут привести тебя к большим свершениям

Maxim
«Боже, помоги мне убить маму»: история нижегородского маньяка Олега Белова «Боже, помоги мне убить маму»: история нижегородского маньяка Олега Белова

Олег Белов — «нижегородский детоубийца»

VOICE
Мягкая сила. Как управлять бизнесом в новой реальности: правила первого зампреда правления Росбанка Перизат Шайхиной Мягкая сила. Как управлять бизнесом в новой реальности: правила первого зампреда правления Росбанка Перизат Шайхиной

Как замотивировать сотрудников, не прибегая к авторитарным мерам

Правила жизни
Открыть в приложении