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

Colossal возродит новозеландских моа Colossal возродит новозеландских моа

Colossal Biosciences заявила о планах возродить новозеландских моа

N+1
Как перестать лениться и начать действовать: советы писателя Эрика Баркера Как перестать лениться и начать действовать: советы писателя Эрика Баркера

Как начать работать и довести дело до конца?

Правила жизни
Новое исследование развеивает мифы о холестерине в яйцах Новое исследование развеивает мифы о холестерине в яйцах

Как пищевой холестерин и насыщенные жиры влияют на уровень «плохого» холестерина

ТехИнсайдер
Право на месть и милосердие: о чем говорили сторонники и противники смертной казни Право на месть и милосердие: о чем говорили сторонники и противники смертной казни

Отрывок из книги Тамары Эйдельман «Право на жизнь. История смертной казни»

Forbes
ИП или ООО — вот в чем вопрос: какую форму ведения деятельности выбрать МСП ИП или ООО — вот в чем вопрос: какую форму ведения деятельности выбрать МСП

ИП и ООО: чем отличаются и какая форма ведения бизнеса подойдет именно вам?

Inc.
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Как спланировать бюджет на месяц, чтобы сэкономить и заработать на мечту Как спланировать бюджет на месяц, чтобы сэкономить и заработать на мечту

Чтобы сэкономить на ненужных тратах и заработать больше, нужно составить бюджет

ТехИнсайдер
Александр Асмолов — Forbes: «Молодежь выходит за рамки тоталитарных матриц» Александр Асмолов — Forbes: «Молодежь выходит за рамки тоталитарных матриц»

Психолог Александр Асмолов — о грехе самосбывающихся пророчеств

Forbes
Мифы и суеверия: почему информатика теперь — это необходимая наука об окружающем мире Мифы и суеверия: почему информатика теперь — это необходимая наука об окружающем мире

Почему в современном мире необходимо пересмотреть отношение к информатике

Forbes
Как возникли Гималаи. Новое исследование движения индийской тектонической плиты Как возникли Гималаи. Новое исследование движения индийской тектонической плиты

Могут ли континенты бегать?

ТехИнсайдер
15 незаметных признаков очень больших денег 15 незаметных признаков очень больших денег

Настоящее богатство видно при очень внимательном рассмотрении и хорошей дедукции

Maxim
Ученые измерили скорость воды в акведуках древнего Рима. Им помогли ископаемые бактерии Ученые измерили скорость воды в акведуках древнего Рима. Им помогли ископаемые бактерии

Как расходовалась вода в акведуке и какова была степень его загрузки?

ТехИнсайдер
Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах

Ученые исследовали находки, сделанные больше 20 лет назад в Чаде

N+1
Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая

Реальная жизнь Вайолетт Джесcоп была покруче любого сценария

VOICE
6 фактов о здоровье сердца, которые важно знать именно женщинам 6 фактов о здоровье сердца, которые важно знать именно женщинам

Болезни сердца – вторая причина смертности среди женщин во всем мире

Лиза
10 научных фактов о фильме «День независимости» 10 научных фактов о фильме «День независимости»

Кинофильм, запрещенный на планетах, где нет чувства юмора

Maxim

Самый необычный постоялец отеля «Гельвеция»

Правила жизни
Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами

Физики продемонстрировали квантовую интерференцию между различными волнами

N+1
Зависимость и независимость: как найти баланс? Зависимость и независимость: как найти баланс?

Взрослая личность вполне способна развить в себе недостающие качества

Psychologies
Неожиданно дорогие советские вещи, которые можно найти у себя на чердаке Неожиданно дорогие советские вещи, которые можно найти у себя на чердаке

Шанс найти или случайно добыть нечто стоящее совсем не иллюзорен

Maxim
Пилоты, солдаты, цензоры: каким профессиям по-настоящему угрожает искусственный интеллект Пилоты, солдаты, цензоры: каким профессиям по-настоящему угрожает искусственный интеллект

Отрывок из книги «Искусственный интеллект и экономика»

Inc.
Ищу проверенного косметолога Ищу проверенного косметолога

7 «красных флажков» при знакомстве с косметологом

Лиза
Биоархеологи обнаружили различия в рационе мужчин и женщин из римского некрополя Биоархеологи обнаружили различия в рационе мужчин и женщин из римского некрополя

Женщины и мужчины в Риме питались по-разному

N+1
Какие растения любят подкормку из яичной скорлупы: дешевое удобрение, о котором должен знать каждый дачник Какие растения любят подкормку из яичной скорлупы: дешевое удобрение, о котором должен знать каждый дачник

Многие собирают скорлупу для подкормки сада и комнатных растений

ТехИнсайдер
Полив этиловым спиртом защитил резуховидку от засухи Полив этиловым спиртом защитил резуховидку от засухи

Генетики предложили повысить засухоустойчивость растений с помощью этанола

N+1
Как мы дошли до спотифая? Краткая история звукозаписи Как мы дошли до спотифая? Краткая история звукозаписи

Звучащая речь из 19 века преодолела свой путь в 21 век силами не одного ученого

ТехИнсайдер
Как стартап россиян по выявлению NFT-подделок привлек $11 млн от инвестора Google Как стартап россиян по выявлению NFT-подделок привлек $11 млн от инвестора Google

Есть ли у стартапа Optic серьезные конкуренты и будущее?

Forbes
Скорость взаимодействия ридберговских кубитов приблизили к фундаментальному пределу Скорость взаимодействия ридберговских кубитов приблизили к фундаментальному пределу

Японским физикам удалось добиться обмена энергией между кубитами

N+1
6 типов психоэмоциональных вампиров 6 типов психоэмоциональных вампиров

Почему важно распознавать людей, крадущих у нас энергию?

Psychologies
«Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой «Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой

Роль психосоматики в последнее время явно преувеличена, и вот почему

Psychologies
Открыть в приложении