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

Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
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
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
Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира

Самые удивительные способы быть ближе даже сквозь расстояния

Правила жизни
Чистота Чистота

Почему современная одержимость гигиеной может принести больше вреда, чем пользы

kiozk originals
Вспоминают о съемках, как о ночном кошмаре: как сложилась судьба актеров сериала Вспоминают о съемках, как о ночном кошмаре: как сложилась судьба актеров сериала

"Альф" закончился более 20 лет назад, интересно, что стало с героями сериала?

VOICE
«Развод в стиле кунг-фу»: женщина восстает против домашнего насилия «Развод в стиле кунг-фу»: женщина восстает против домашнего насилия

О том, как при помощи восточных единоборств противостоять мужу-насильнику

Forbes
Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны

Как работают антиоксиданты?

ТехИнсайдер
Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх

Самое удобное для нашего мозга расположение чисел — в столбик снизу вверх

ТехИнсайдер
Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров

Диана Армстронг отращивает ноги уже 25 лет

VOICE
Пауки могут спать и даже впадать в Пауки могут спать и даже впадать в

Возможно, пауки не просто отдыхают, но и видят сны

ТехИнсайдер
Правила жизни Нила Армстронга Правила жизни Нила Армстронга

Правила жизни астронавта Нила Армстронга

Правила жизни
Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше

Действенные способы, которые помогут не потерять веру в себя

Psychologies
Два в одном: спортивный болид и электрокар в концепции Porsche Taycan Два в одном: спортивный болид и электрокар в концепции Porsche Taycan

Porsche Taycan принято считать первым электромобилем немецкого концерна Porsche

ТехИнсайдер
Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды» Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Отрывок из новой семейной саги современного классика Джойс Кэрол Оутс

СНОБ
В Южной Корее снова отредактировали собак. Теперь — чтобы укрепить лабрадорам бедра В Южной Корее снова отредактировали собак. Теперь — чтобы укрепить лабрадорам бедра

В Южной Корее родились два генетически модифицированных лабрадора

N+1
Маневрируем в позе «зю»: разбираем главные стереотипы о балансе карьеры и материнства Маневрируем в позе «зю»: разбираем главные стереотипы о балансе карьеры и материнства

Тема совмещения материнства и карьеры давно набила оскомину

Forbes
Почему цивилизация Древнего Египта пришла в упадок: главная причина падения цивилизации Почему цивилизация Древнего Египта пришла в упадок: главная причина падения цивилизации

Почему некогда великая Египетская империя медленно опускалась на колени?

ТехИнсайдер
Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше

В чем секрет интервального голодания?

ТехИнсайдер
«Смотришь на эти вывески, и они честно заявляют — стало хуже». Что не так с ребрендингом западных компаний, попавших в руки российских бизнесменов «Смотришь на эти вывески, и они честно заявляют — стало хуже». Что не так с ребрендингом западных компаний, попавших в руки российских бизнесменов

Почему правильный ребрендинг — это важно? И почему он не у всех получается?

Inc.
У мужа дети от предыдущего брака: 7 лайфхаков для мачехи У мужа дети от предыдущего брака: 7 лайфхаков для мачехи

Как избежать ошибок, став мачехой?

Psychologies
«Мы знаем, чего хотят мамы» «Мы знаем, чего хотят мамы»

Алиса Лобанова определенно живет в Стране чудес

OK!
6 главных финансовых ошибок, которые люди совершают с 30 до 40 лет 6 главных финансовых ошибок, которые люди совершают с 30 до 40 лет

О деньгах нужно заботиться в любом возрасте, но с 30 до 40 — особенно

Maxim
Вороньи уроки Вороньи уроки

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

Наука и жизнь
Люди задействовали разные части мозга при мыслях о близком круге и остальных знакомых Люди задействовали разные части мозга при мыслях о близком круге и остальных знакомых

При оценке близких друзей почти половина пользуется «внутренним чутьем»

N+1
Что мешает вашей карьере: 3 шага для преодоления вредных установок Что мешает вашей карьере: 3 шага для преодоления вредных установок

Почему ваша карьера никак не складывается?

Psychologies
Очищение крови Очищение крови

Рассказываем, как убрать из крови (а значит, и из всего организма) все лишнее

Лиза
Девушка с плаката: как пропаганда использовала женcкие образы во время войн в XX веке Девушка с плаката: как пропаганда использовала женcкие образы во время войн в XX веке

Ккак именно женские образы использовались для воздействия на фронт и тыл

Forbes
Блефаропластика: операция на веках, которая возвращает лицу молодость Блефаропластика: операция на веках, которая возвращает лицу молодость

Блефаропластика – малоинвазивная операция на верхних и нижних веках

ТехИнсайдер
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
Открыть в приложении