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

«Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц» «Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц»

Как птицы сближаются и ухаживают друг за другом?

N+1
Бесплатная медицина и очередь за визой: что нужно знать при переезде в Канаду Бесплатная медицина и очередь за визой: что нужно знать при переезде в Канаду

К каким неожиданностям стоит приготовиться при переезде в Канаду?

Forbes
«Джеймс Уэбб» нашел гораздо больше массивных черных дыр, чем предсказывала теория «Джеймс Уэбб» нашел гораздо больше массивных черных дыр, чем предсказывала теория

Открытия, которые каждый день делает «Джеймс Уэбб» ломают теорию

TechInsider

Самый необычный постоялец отеля «Гельвеция»

Правила жизни
Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты

Есть ли смысл употреблять в пищу субпродукты?

TechInsider
Как произвести замену двигателя и оформить ее в ПТС Как произвести замену двигателя и оформить ее в ПТС

Какие моменты нужно учесть при замене мотора?

РБК
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
Январское извержение вулкана Тонга запустило цунами высотой 90 метров Январское извержение вулкана Тонга запустило цунами высотой 90 метров

Высота цунами, вызванного извержением вулкана, составляла 90 метров

N+1
Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание

«Ты такая нежная и изящная — прямо-таки тургеневская девушка!»

VOICE
Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов

Отрывок из книги «Harvard Business Review: 10 лучших статей»

Inc.
Досадная неприятность — слиплись пальцы: как удалить суперклей с кожи с помощью подручных средств Досадная неприятность — слиплись пальцы: как удалить суперклей с кожи с помощью подручных средств

Суперклей может склеить не только пластиковые детали, но и пальцы

TechInsider
Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии

Может ли искусственный интеллект выявить рак? Как это поможет врачам?

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

10 вещей, которые могут навредить вашей кошке

Maxim
Елена Долгопят: «Хроники забытых сновидений». Дневник кинозрителя Елена Долгопят: «Хроники забытых сновидений». Дневник кинозрителя

Отрывок из книги «Хроники забытых сновидений», где сны мешаются с явью

СНОБ
5 самых высокотехнологичных ограблений: тонкий расчет 5 самых высокотехнологичных ограблений: тонкий расчет

Много ли высокотехнологичных ограблений банка в реальном мире?

TechInsider
Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся

Древняя масляная лампа-гусь могла снижать загрязнение воздуха в помещении

N+1
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

TechInsider
4 национальных символа, которые на самом деле «иностранцы» 4 национальных символа, которые на самом деле «иностранцы»

Ты знал, что Сталинградский завод был построен в США?

Maxim
Формула долголетия: 5 книг, которые помогут вам привить полезные привычки Формула долголетия: 5 книг, которые помогут вам привить полезные привычки

Книги, которые помогут сформировать привычки, ведущие к счастью и богатству

TechInsider
«Обидчивый маньяк»: история Николая Дудина, который убивал всех, кто ему грубил «Обидчивый маньяк»: история Николая Дудина, который убивал всех, кто ему грубил

Николай Дудин поставил печальный рекорд по количеству жертв

VOICE
6 комплексов собственника: как вещи владеют нами 6 комплексов собственника: как вещи владеют нами

Шесть эффектов, которые производит на нас чувство собственности

Psychologies
Ученые призывали принять скорейшие меры по улучшению климата на Земле — иначе последствия могут быть ужасными Ученые призывали принять скорейшие меры по улучшению климата на Земле — иначе последствия могут быть ужасными

Изменения климата затронут все сферы жизни, что приведет к печальному финалу

TechInsider
9 причин, почему современные автомобили хуже тех, что выпускали в 90-е и 2000-е 9 причин, почему современные автомобили хуже тех, что выпускали в 90-е и 2000-е

За плюсы современных машин мы заплатили сторицей

Maxim
Как часто нужно стирать подушки: совет, который мы привыкли игнорировать Как часто нужно стирать подушки: совет, который мы привыкли игнорировать

Как правильно поддерживать гигиену подушек?

TechInsider
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
8 программ для записи видео с экрана ноутбука 8 программ для записи видео с экрана ноутбука

Самые подходящие программы для записи видео с экрана компьютера

CHIP
Атмосфера 90-х и озеро-море: как москвичка отдохнула в санатории на Иссык-Куле за 250 тысяч рублей Атмосфера 90-х и озеро-море: как москвичка отдохнула в санатории на Иссык-Куле за 250 тысяч рублей

Отзыв о двухнедельном путешествии по Кыргызстану

Вокруг света
Шарички и головочки, или Откуда есть пошла научная уменьшительность Шарички и головочки, или Откуда есть пошла научная уменьшительность

Научная терминология и диминутивы, слова с уменьшительными суффиксами

Наука и жизнь
Бравые наёмники моды Бравые наёмники моды

Самый яркий и необычный костюм эпохи Возрождения

Дилетант
Как правильно искать (и находить!) грибы Как правильно искать (и находить!) грибы

Вернуться с «тихой охоты» пустым обидно и унизительно

Maxim
Открыть в приложении