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

Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Как правильно парковаться задним ходом: пошаговая инструкция Как правильно парковаться задним ходом: пошаговая инструкция

Парковка задним ходом? Только без паники! Не так все страшно

РБК
Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Строгая красота Строгая красота

Проект, в котором соединились классические элементы с современной эстетикой

SALON-Interior
Слушаем и не осуждаем: чем полезны сплетни на работе и когда они вредят коллективу Слушаем и не осуждаем: чем полезны сплетни на работе и когда они вредят коллективу

Как сплетни и слухи могут влиять на рабочий процесс и настроения в офисе

Forbes
Эмоциональное выгорание: модное поветрие или реальная проблема? Эмоциональное выгорание: модное поветрие или реальная проблема?

Эмоциональное выгорание: несколько слов о болезни века и ее ранних симптомах

Psychologies
Успеть за 26 дней Успеть за 26 дней

7 интересных мест для путешествий по России

Лиза
Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься! Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься!

Как определяли наличие беременности до того, как изобрели анализ крови и тесты?

VOICE
Обезболивающие препараты могут усугубить болезнь: новые доказательства Обезболивающие препараты могут усугубить болезнь: новые доказательства

Снимая воспаление, эти лекарства провоцируют превращение боли в хроническую

Psychologies
Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами

Зачем СЕО технологических компаний практикуют молчаливые ретрит

VC.RU
Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа

Николай Рыбников всю жизнь любил только одну женщину - Аллу Ларионову

VOICE
Пауков-скакунчиков заподозрили в способности видеть сны Пауков-скакунчиков заподозрили в способности видеть сны

Зоологи обнаружили у пауков-скакунчиков аналог фазы быстрого сна

N+1
Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали? Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали?

Проверим, кто все это время говорил неправильно?

ТехИнсайдер
Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро

Почему никому не удалось ни скопировать, ни превзойти в популярности Монро

Правила жизни
Своим путем Своим путем

Роман Васильев — нетипичный представитель актерской профессии

OK!
От этих фруктов стоит отказаться после 50 лет: больше вреда, чем пользы От этих фруктов стоит отказаться после 50 лет: больше вреда, чем пользы

В каких случаях эти фрукты могут быть вредны для тех, кто постарше?

ТехИнсайдер
«Мы выдернули ребенка в неизвестность»: как россиянки эмигрируют с детьми «Мы выдернули ребенка в неизвестность»: как россиянки эмигрируют с детьми

Каково это объяснять ребенку, что семья не вернется домой?

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
Как понять, что у партнера сексуальная зависимость? Как понять, что у партнера сексуальная зависимость?

Не оказался ли ваш партнер секс-зависимым?

Psychologies
Доказано, что качество нашего сна напрямую влияет на отношение к людям и желание помогать им Доказано, что качество нашего сна напрямую влияет на отношение к людям и желание помогать им

Связь между эгоизмом и качеством нашего отдыха глубже, чем кажется

ТехИнсайдер
Гигантские изоподы: мастера выживания, о которых почти ничего не известно Гигантские изоподы: мастера выживания, о которых почти ничего не известно

Загадочное существо, способное составить тараканам конкуренцию в выживании

ТехИнсайдер
Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России

Как спонтанные поездки ворвались в нашу жизнь, потеснив привычные путешествия

Вокруг света
Глобальное изменение климата сыграло на руку большинству инфекционных заболеваний Глобальное изменение климата сыграло на руку большинству инфекционных заболеваний

Глобальное изменение климата повышает распространенность инфекций

N+1
Ресторатор Борис Зарьков — о японской муке, машине и The World's 50 Best Ресторатор Борис Зарьков — о японской муке, машине и The World's 50 Best

Ресторатором Борисом Зарьковым — о насмотренности, любви к Японии и планах

РБК
История одной фотографии: пещера с золотом нацистов История одной фотографии: пещера с золотом нацистов

Реальные сокровища Рейха выглядели круче, чем в фильмах про Индиану Джонса!

Maxim
10 вещей, которые нельзя делать с кошкой 10 вещей, которые нельзя делать с кошкой

10 вещей, которые могут навредить вашей кошке

Maxim
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
Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий

Почему к стартапам в портфеле Адама Нойманна столько вопросов?

Forbes
Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи

Почему самцов и самок не всегда бывает поровну

СНОБ
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
Открыть в приложении