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

Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов

У капуцинов появилась традиция похищать и носить детенышей ревунов

N+1
Эту актрису похитили спецслужбы КНДР — ради того, чтобы она прославила кино Северной Кореи Эту актрису похитили спецслужбы КНДР — ради того, чтобы она прославила кино Северной Кореи

Чхве Ынхи снялась в сотнях фильмов, а затем годы провела в плену правителя КНДР

VOICE
Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой

Из-за чего падает облачность в Антарктике?

N+1
Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги

Глава из книги «Человек рождающий» — как мужчины перестали закрываться от родов

Правила жизни
Возможно, вы взвешиваетесь неверно: несколько правил от ученых Возможно, вы взвешиваетесь неверно: несколько правил от ученых

Как понять свой истинный вес и взвеситься правильно?

ТехИнсайдер
Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич

«Этот человек обогнал всех аниматоров мира на несколько десятилетий»

Правила жизни
Как пить, чтобы похудеть Как пить, чтобы похудеть

Влияет ли употребление алкоголя на набор веса?

Maxim
«Смотришь на эти вывески, и они честно заявляют — стало хуже». Что не так с ребрендингом западных компаний, попавших в руки российских бизнесменов «Смотришь на эти вывески, и они честно заявляют — стало хуже». Что не так с ребрендингом западных компаний, попавших в руки российских бизнесменов

Почему правильный ребрендинг — это важно? И почему он не у всех получается?

Inc.
«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
Почему оборотень Джейкоб из “Сумерек” не стал суперзвездой — как Кристен Стюарт и Роберт Паттинсон Почему оборотень Джейкоб из “Сумерек” не стал суперзвездой — как Кристен Стюарт и Роберт Паттинсон

Почему про Тейлора Лотнера все забыли?

VOICE
Битва за Гран-Чако Битва за Гран-Чако

Война марок между Боливией и Парагваем

Дилетант
5 вопросов про Ивана Грозного 5 вопросов про Ивана Грозного

Основанные на домыслах вопросы о жизни Ивана Грозного

Maxim
Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории

Следы газов в недрах лунной породы принадлежат только сформировавшейся Земле

ТехИнсайдер
Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию

Женщины-ученые, которые внесли свой вклад в науку, не забывая о чувстве юмора

Forbes
Древнейшие земледельцы сформировались из трех предковых популяций Древнейшие земледельцы сформировались из трех предковых популяций

Ученые разобрались в происхождении населения эпохи докерамического неолита

N+1
Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру

Хочешь быстро привести фигуру в порядок перед отпуском? Поможет массаж!

VOICE
Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику) Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику)

Колин Биллингс терял сон

Inc.
Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки

Монро умела маскировать недостатки так, чтобы об их наличии никто не догадывался

VOICE
ДК Бондарев ДК Бондарев

Приглашаем на экскурсию в музей-квартиру художника Сергея Бондарева

Собака.ru
5 загадочных массовых заболеваний, которым не нашли объяснения до сих пор 5 загадочных массовых заболеваний, которым не нашли объяснения до сих пор

Семь случаев эпидемий, вызванных массовой истерией

ТехИнсайдер
Зашла на час, потеряла день: почему мы впадаем в зависимость от игр Зашла на час, потеряла день: почему мы впадаем в зависимость от игр

Что заставляет нас тратить часы своей жизни на это бессмысленную игру три в ряд?

VOICE
Доступная заграница Доступная заграница

5 интересных стран, где нас ждут

Лиза
«Стоп-механизмы» успеха: что их запускает? «Стоп-механизмы» успеха: что их запускает?

Что мешает нам добиваться целей?

Psychologies
Немецкий дьявол с итальянскими корнями, привезенный из Америки: откуда взялось слово Немецкий дьявол с итальянскими корнями, привезенный из Америки: откуда взялось слово

Откуда взялось слово картофель и что оно означает?

ТехИнсайдер
Как выглядела прокладка кабеля под Атлантическим океаном в 1866 году Как выглядела прокладка кабеля под Атлантическим океаном в 1866 году

Как первопроходцы прокладывали кабель через океан в XIX веке?

Maxim
Объем волос на полгода: что такое буст ап и кому он подойдет Объем волос на полгода: что такое буст ап и кому он подойдет

Процедура boost up — отличный способ вернуть объем волосам

VOICE
7 вопросов о здоровье, которые стоит задать матери 7 вопросов о здоровье, которые стоит задать матери

Предугадайте свои болезни, узнав, о чем стоит беспокоиться по материнской линии

Psychologies
Портрет пейзажа Портрет пейзажа

«Дети спящего великана»: один из лучших фильмов фестиваля Doker

Weekend
Самые беспроблемные собаки: 5 неприхотливых питомцев для квартиры Самые беспроблемные собаки: 5 неприхотливых питомцев для квартиры

Подборку с 5 самыми неприхотливыми питомцами

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
Открыть в приложении