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

Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений

Как двукрылые насекомые распространяют семена

N+1
4 фразы нового партнера, которые должны стать для вас «красными флажками» 4 фразы нового партнера, которые должны стать для вас «красными флажками»

Как распознать сигналы, говорящие о нездоровых или даже опасных отношениях

Psychologies
Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди

Как построить счастливые отношения, если вы очевидно не подходите друг другу

VOICE
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
Сойти с пути: как топ-менеджеру успешно перейти из кризисной отрасли в растущую Сойти с пути: как топ-менеджеру успешно перейти из кризисной отрасли в растущую

Кому доступен кросс-индустриальный переход и как его упростить

Forbes
Хайп мирового масштаба от исследователя NASA. Кто придумал нейросеть Midjourney и отберет ли она работу у живых художников и дизайнеров? Хайп мирового масштаба от исследователя NASA. Кто придумал нейросеть Midjourney и отберет ли она работу у живых художников и дизайнеров?

Может ли машина заменить живых дизайнеров? История нейросети Midjourney

Inc.
6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе 6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе

Удовольствия, которых мы себя зачем-то лишили, а зря!

Maxim
«Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной «Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной

Чередование противоположностей поможет женщинам стать полноценными личностями

Psychologies
Как делают футбольные мячи: простая вещь со сложной разработкой Как делают футбольные мячи: простая вещь со сложной разработкой

Создание профессионального футбольного мяча — это целая наука

ТехИнсайдер
Она разгадала убийство Она разгадала убийство

10 сериалов с детективами-женщинами

Weekend
Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны

Как легко подключить лэптоп к обычному монитору?

CHIP
Найти свою зону ближайшего развития и изменить жизнь Найти свою зону ближайшего развития и изменить жизнь

Зона ближайшего развития — работает ли это понятие для взрослых?

Psychologies
«Не слушайте бабушек»: Людмила Петрановская объяснила, почему современные мамы чаще выгорают «Не слушайте бабушек»: Людмила Петрановская объяснила, почему современные мамы чаще выгорают

Почему родители XXI века привыкли испытывать постоянное чувство вины?

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
Топ-10 лучших вариантов осеннего маникюра с акцентом: ты должна их попробовать! Топ-10 лучших вариантов осеннего маникюра с акцентом: ты должна их попробовать!

Маникюр с акцентом на один-два ногтя

VOICE
Как я жила с альфонсом: личная история нашей читательницы Как я жила с альфонсом: личная история нашей читательницы

Наша героиня искала любовь, а нашла мужчину, который решил пожить за ее счет

VOICE
Игра недоверия Игра недоверия

Советские детективы как кино морального беспокойства

Weekend
Японский «кроссворд» Даллеса Японский «кроссворд» Даллеса

Вторая мировая война завершилась на борту американского линкора «Миссури»

Дилетант
Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить

Действительно ли ровная осанка влияет на здоровье спины?

ТехИнсайдер
«Ночная тварь»: история маньяка Бориса Серебрякова, который обещал вернуться после смерти «Ночная тварь»: история маньяка Бориса Серебрякова, который обещал вернуться после смерти

Серебряков производил впечатление совершенно обычного мужика

VOICE
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Боязнь пропустить интересное: 8 признаков зависимости от смартфона Боязнь пропустить интересное: 8 признаков зависимости от смартфона

Проверьте, не попали ли вы в цифровую кабалу

Psychologies
Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу? Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу?

Как выстроить свою рабочую зону комфорта раз и навсегда?

Psychologies
Строгая красота Строгая красота

Проект, в котором соединились классические элементы с современной эстетикой

SALON-Interior
Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке

Почему одних людей мы называем «добрыми», а других скорее считаем «злыми»?

Forbes
Есть ли у растений нервы? Есть ли у растений нервы?

Нервов у растений нет, во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных

Наука и жизнь
Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны

Тонкие метаповерхности, состоящие из массивов кремниевых нанорезонаторов

N+1
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
Мозг, экология и путешествия сквозь века: лучшие познавательные книги для детей Мозг, экология и путешествия сквозь века: лучшие познавательные книги для детей

Подборка увлекательных детских научно-популярных книг

ТехИнсайдер
Открыть в приложении