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

Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы Древняя ДНК указала на обмен генами между охотниками-собирателями Северной Африки и Европы

Население Восточного Магриба сохраняло преемственность от охотников-собирателей

N+1
Воронка истощения: что это такое и как из нее выбраться Воронка истощения: что это такое и как из нее выбраться

Вроде бы все в порядке — семья, работа. Но в то же время совсем не в порядке...

Psychologies
Бугорки на броне древних рыб превратились в наши зубы всего за 460 миллионов лет Бугорки на броне древних рыб превратились в наши зубы всего за 460 миллионов лет

Как появились наши чувствительные зубы изначально из «бронежилета» вымерших рыб

ТехИнсайдер
«Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов» «Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов»

Каким получился один из самых ожидаемых проектов года, «Дом Дракона»

Forbes
Я вижу, о чем вы думаете Я вижу, о чем вы думаете

Как агенты ФБР читают людей

kiozk originals
В глубинах океана есть загадочный В глубинах океана есть загадочный

Глубоко в океане есть «затерянный город», и это место не похоже ни на что другое

ТехИнсайдер
Все время спешим и ничего не успеваем: виноват ли в этом цифровой прогресс? Все время спешим и ничего не успеваем: виноват ли в этом цифровой прогресс?

Отрывок из книги «Времени в обрез: ускорение жизни при цифровом капитализме»

Psychologies
Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы» Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы»

Почему вдруг важными становятся групповые процессы, а не индивидуальность?

Psychologies
Двигатель EmDrive в самом деле нарушает законы физики, или это очередной фейк? Двигатель EmDrive в самом деле нарушает законы физики, или это очередной фейк?

По словам изобретателя, этот двигатель опровергает принципы физики

ТехИнсайдер
Советские мультфильмы, которые учили детей вредному Советские мультфильмы, которые учили детей вредному

Если пересмотреть мультики нашего детства, то к многим из них возникают вопросы

Maxim
«Пришло то самое время, когда надо поверить в себя» «Пришло то самое время, когда надо поверить в себя»

Маша Шейх получила широкую известность благодаря своей работе в группе #2Маши

OK!
На изящном: древнегреческий «Холостяк», или Какой миф лежит в основе картины художника школы Рубенса «Несс и Деянира» На изящном: древнегреческий «Холостяк», или Какой миф лежит в основе картины художника школы Рубенса «Несс и Деянира»

Что стоит за картиной учеников Рубенса «Несс и Деянира»?

Правила жизни
Химики научились получать карбеноиды из альдегидов Химики научились получать карбеноиды из альдегидов

Химики разработали метод превращения альдегидов в нестабилизированные карбеноиды

N+1
Навязанные «удобства» Навязанные «удобства»

Без чего автомобиль может легко обойтись?

Автопилот
Почему тарифы ЖКХ постоянно растут? Почему тарифы ЖКХ постоянно растут?

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

Maxim
Спортсменка по призванию: как Софья Мальцева открыла женщинам дорогу в большой теннис Спортсменка по призванию: как Софья Мальцева открыла женщинам дорогу в большой теннис

Она пришла в теннис и стала одной из самых ярких чемпионок своего времени

Forbes
В пустынном солончаке чудом обнаружили древние В пустынном солончаке чудом обнаружили древние

Археологи наткнулись на таинственные «призрачные следы» на солончаках пустыни

ТехИнсайдер
Чем противобуксовочная система отличается от ESP: факты, которые удивят даже опытных автовладельцев Чем противобуксовочная система отличается от ESP: факты, которые удивят даже опытных автовладельцев

Разбираемся в системах активной безопасности авто

ТехИнсайдер
«Жизнь по вызову»: каким получился новый сериал Сарика Андреасяна об эскорте в России «Жизнь по вызову»: каким получился новый сериал Сарика Андреасяна об эскорте в России

«Жизнь по вызову» — отставший от жизни проект о проституции

Forbes
Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах! Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах!

Разберем популярные мифы об эндоскопическом омоложении на звездных примерах

VOICE
Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают

Надеемся, тебе всегда было интересно, откуда на самом деле берутся водка и нефть

Maxim
Неуязвимая: как фильм-катастрофа «Одна» говорит о женской силе Неуязвимая: как фильм-катастрофа «Одна» говорит о женской силе

Как история о крушении надежд репрезентует сильную женщину

Forbes
В каких фруктах и ягодах больше всего белка В каких фруктах и ягодах больше всего белка

Что поможет тебе не только восполнить дефицит витаминов, но и набрать массу

Maxim
Николь Кидман: небесная звезда Николь Кидман: небесная звезда

Даже муж никогда не знает, что она вновь выкинет, какую вытянет карту из колоды

Караван историй
Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве

Отрывок из книги «Формула грез» — почему минимализм превратился в эстетику

Forbes
Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной

Черные дыры — нарушение законов физики, чудовищная гравитация и зверский аппетит

ТехИнсайдер
Роговица из свиного белка восстановила зрение 20 пациентам с кератоконусом Роговица из свиного белка восстановила зрение 20 пациентам с кератоконусом

Ученые разработали протезы роговицы глаза на основе коллагена из свиной кожи

N+1
«Сердца я ел»: история каннибала Александра Бычкова, который в тюрьме женился на американке «Сердца я ел»: история каннибала Александра Бычкова, который в тюрьме женился на американке

Александр Бычков словно хотел, чтобы его поймали

VOICE
9 адских ужастиков про ад 9 адских ужастиков про ад

Сам аццкий сотона одобрил бы нашу подборку хорроров!

Maxim
Вороньи уроки Вороньи уроки

Когда кедру было 35 лет, в его кроне свила гнездо серая ворона

Наука и жизнь
Открыть в приложении