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

Онежские поморы оказались генетически близки к финноязычному населению и скандинавам Онежские поморы оказались генетически близки к финноязычному населению и скандинавам

Российские генетики исследовали ДНК 130 онежских поморов мужского пола

N+1
Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт

О чем говорит дизайн домов знаменитостей

Maxim
Ученые будут охотиться на Ученые будут охотиться на

Темная материя остается неуловимой для прямого обнаружения

TechInsider
Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны

Что произойдет после ядерной войны?

TechInsider
Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки? Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки?

Корона, кольцо, ваш двоюродный брат — что еще нужно для королевской свадьбы?

TechInsider
«Эзопов язык уже невозможен»: Ольга Сутулова о переменах в кино и женской повестке «Эзопов язык уже невозможен»: Ольга Сутулова о переменах в кино и женской повестке

Актриса Юля Варшавская — как меняется женская повестка в российском кино

Forbes
Рассказать о старости Рассказать о старости

Нужно ли рассказывать детям и подросткам о старости?

СНОБ
Они не мстят и не ревнуют: как на самом деле мыслят кошки Они не мстят и не ревнуют: как на самом деле мыслят кошки

Какие эмоции и поведение свойственны кошкам?

VOICE
Экономные наши! Звезды, которым не стыдно дважды надевать одно и то же Экономные наши! Звезды, которым не стыдно дважды надевать одно и то же

Некоторые звезды без проблем носят одни и те же вещи по два, три, пять раз!

VOICE
Реально ли выучить английский после 40? Проверим, на что способна ваша память Реально ли выучить английский после 40? Проверим, на что способна ваша память

Существует миф, что иностранные языки лучше учить в юности

TechInsider
«Развитие Севморпути — это правовая и экономическая дилемма» «Развитие Севморпути — это правовая и экономическая дилемма»

О правовом статусе Северного морского пути и нерешенных вопросах в Арктике

Эксперт
Суперконтинент Земли раскололся из-за Суперконтинент Земли раскололся из-за

Как сформировались континенты?

TechInsider
Космическая медицина на орбите и на Земле Космическая медицина на орбите и на Земле

Как медики изучают влияние космического полета на организм

TechInsider
Друг человека Друг человека

Робот-курьер доставляет «Цифровой океан» подписчикам

Цифровой океан
Хоккей осуждают за традицию драк и кровавых столкновений, но их просто невозможно запретить Хоккей осуждают за традицию драк и кровавых столкновений, но их просто невозможно запретить

Почему хоккей всегда будет жестким?

Maxim
Имеют ли право судебные власти Имеют ли право судебные власти

Юрист анализирует право человека на частную жизнь его мозга

TechInsider
Вселенная художника Дмитрия Врубеля: от Брежнева до Босха и Гагарина Вселенная художника Дмитрия Врубеля: от Брежнева до Босха и Гагарина

Почему Дмитрий Врубель гораздо больше, чем просто автор политического плаката

Forbes
6 крутых функций Telegram, о которых вы могли не знать 6 крутых функций Telegram, о которых вы могли не знать

Некоторые малоизвестные функции мессенджера Telegram могут вас удивить

TechInsider
Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта

Как появились всем известные регби, фигурное катание и гольф

TechInsider
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
Ловушка парентификации: как «стакан воды» превращается в травму на всю жизнь Ловушка парентификации: как «стакан воды» превращается в травму на всю жизнь

Нейропсихолог и психотерапевт Алена Ванченко — о травме парентификации

Forbes
Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами

Физики продемонстрировали квантовую интерференцию между различными волнами

N+1
Только не сейчас Только не сейчас

Что делать, если зубная боль настигла в разгар отпуска

Лиза
Как узнать, подойдет ли игра на ПК? Два простых метода Как узнать, подойдет ли игра на ПК? Два простых метода

Способы, которые помогут понять, подходит ли игра по системным требованиям

CHIP
Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни

Люди, ощущавшие одиночество в детстве, сильнее реагируют на стресс

N+1
Павел Деревянко: «Девчонки считают меня привлекательным» Павел Деревянко: «Девчонки считают меня привлекательным»

Главный по волейболу Паша Деревянко рассказывает про популярность и деньги

Maxim
Сколько стоит робопес и зачем он нужен Сколько стоит робопес и зачем он нужен

Для чего используются роботы-собаки и сколько они стоят?

CHIP
Наушники со встроенным локатором распознали выражение лица по форме щек Наушники со встроенным локатором распознали выражение лица по форме щек

Инженеры разработали наушники, способные распознавать мимику лица пользователя

N+1
М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова

Тюль — мужской род или женский?

TechInsider
«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
Открыть в приложении