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

Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
«Абонент временно недоступен»: как реагировать на звонки и сообщения от пьяных знакомых «Абонент временно недоступен»: как реагировать на звонки и сообщения от пьяных знакомых

Стоит ли вступать в «пьяные» диалоги и верить откровениям выпившего человека

Psychologies
В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
Физики увидели осцилляции Раби с помощью экстремального ультрафиолета Физики увидели осцилляции Раби с помощью экстремального ультрафиолета

Что такое осцилляция Раби и как её обнаружили физики?

N+1
Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера? Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера?

Альцгеймер: как распознать на ранних этапах и встречается ли он у молодых?

Правила жизни
Скоро осень: как спасти дачные растения от предстоящих заморозков Скоро осень: как спасти дачные растения от предстоящих заморозков

Готовим растения к осеннему сезону

ТехИнсайдер
«Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего» «Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего»

«Преступления будущего» — триллер о безрадостном будущем человечества

Forbes
Как убрать и подтянуть живот после родов. Упражнения и другие действенные способы Как убрать и подтянуть живот после родов. Упражнения и другие действенные способы

Какие упражнения и привычки в питании помогут быстро привести себя в форму?

Лиза
Археологи раскопали в Хакасии погребение младенца окуневской культуры с кинжалом и мраморным шаром Археологи раскопали в Хакасии погребение младенца окуневской культуры с кинжалом и мраморным шаром

Археологи раскопали в Хакасии необычное погребение младенца окуневской культуры

N+1
Как быстро и просто узнать возраст вашей кошки Как быстро и просто узнать возраст вашей кошки

Зубы, шерсть и вес — как выяснить, сколько лет кошке?

ТехИнсайдер
Макс-фактор Макс-фактор

О том, почему Pro Max в итоге не промах

Автопилот
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
Репродуктивный потенциал Репродуктивный потенциал

И хотя родить можно в весьма зрелом возрасте, подготовиться лучше заранее

Собака.ru
Почему тарифы ЖКХ постоянно растут? Почему тарифы ЖКХ постоянно растут?

Куда жаловаться, если кажется, что коммунальщики обнаглели в своих аппетитах

Maxim
Репрессии, геноцид, войны: 20 фильмов о коллективной травме и катастрофах прошлого Репрессии, геноцид, войны: 20 фильмов о коллективной травме и катастрофах прошлого

Фильмы об исторических катастрофах и о попытках осмыслить природу зла

Forbes
«Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций «Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций

Попробуем разобраться, можно ли построить отношения без манипуляции

Psychologies
Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен

Диспозер: измельчитель пищевых отходов, который станет частью вашей жизни

CHIP
Как кофе влияет на продолжительность жизни Как кофе влияет на продолжительность жизни

Поможет ли ваш утренний кофе дожить до 100 лет?

ТехИнсайдер
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

ТехИнсайдер
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Сталинская скорость Сталинская скорость

Несбывшиеся мечты о рекордных автомобилях

Автопилот
Зачем изучать искусство: 5 причин Зачем изучать искусство: 5 причин

Как искусство развивает наш кругозор и снимает тревожность?

Psychologies
История одной вещи: одеколон «Тройной», который не пил Ален Делон История одной вещи: одеколон «Тройной», который не пил Ален Делон

Как появился одеколон «Тройной»?

Правила жизни
Необычные Необычные

Некоторые экзопланеты могут странным «образом сжиматься»

ТехИнсайдер
Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения

Джей Ло годами (да что там годами — десятилетиями) живет в турбо-режиме

VOICE
8 признаков здорового нарциссизма, которые ведут к успеху 8 признаков здорового нарциссизма, которые ведут к успеху

Здоровый нарциссизм, который способствует личностному росту

Psychologies
3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе 3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе

Инструкция, которая поможет вам укрепить отношения

Psychologies
Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро

Кто одевал Монро и почему сработал один из самых известных нарядов Монро?

Правила жизни
Просто и по делу: 5 золотых правил похудения, с которыми ты легко сбросишь вес Просто и по делу: 5 золотых правил похудения, с которыми ты легко сбросишь вес

Советы, с которыми процесс похудения пойдет быстрее и эффективнее

VOICE
Дети диктатуры: как в Румынии несколько поколений обрекли на жизнь в приютах Дети диктатуры: как в Румынии несколько поколений обрекли на жизнь в приютах

Зачем диктатор Николае Чаушеску запустил систему приютов в Румынии?

Forbes
Открыть в приложении