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

Экологи усомнились в существовании «эскалатора вымирания» Экологи усомнились в существовании «эскалатора вымирания»

Экологи проверили правдоподобность популярной гипотезы об эскалаторе вымирания

N+1
«Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу «Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу

Что может помочь молодым IT-специалистам с трудоустройством

Forbes
Исследование: духи разрушают защитное поле организма. К чему это может привести? Исследование: духи разрушают защитное поле организма. К чему это может привести?

Использование духов и лосьонов способно нарушить микробиом кожи человека

Inc.
5 самых высокотехнологичных ограблений: тонкий расчет 5 самых высокотехнологичных ограблений: тонкий расчет

Много ли высокотехнологичных ограблений банка в реальном мире?

ТехИнсайдер
Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит? Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит?

Для чего человеку нужны ресницы и что будет, если их сбрить?

Inc.
5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск 5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск

Книга — лучший попутчик в отпуске!

Maxim
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
Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна

Среди специалистов по сну активно обсуждается вред для сна от гаджетов

ТехИнсайдер
С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать

Делимся историями людей и организаций, которые сейчас находят способы помогать

Psychologies
Хлебное место Хлебное место

Экспедиция на «буханке» в деревню, которой нет

Автопилот
Дайте «Оскар» этой богине! Дайте «Оскар» этой богине!

В мире более 70 пород кошек, и выделить самых красивых очень сложно

Лиза
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

ТехИнсайдер
«Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...» «Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...»

У сторонников версии о призвании норманнов на Русь есть железный аргумент

Дилетант
Как стать эффективным: 9 простых советов Как стать эффективным: 9 простых советов

Вы упорно работаете, отдаете все силы, но результата почему-то все нет?

Psychologies
Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины

Как быстро изнашиваются шины у электромобиля и как дорого стоит их замена

ТехИнсайдер
Леонид Федун покидает «Спартак»: он владел клубом 18 лет Леонид Федун покидает «Спартак»: он владел клубом 18 лет

Жизнь «Спартака» при Федуне получилась скомканной

Maxim
У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений У меня FOBO: как «страх лучшего варианта» парализует человека при принятии решений

Что на самом деле кроется за этой аббревиатурой FOBO?

Forbes
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
Искренняя книга о жизни и надежде Александра Гулько «Райгород» Искренняя книга о жизни и надежде Александра Гулько «Райгород»

История нескольких поколений семьи Лейба Гройсмана, гениального предпринимателя

СНОБ
Кто придумал знаменитые советские конструкторы: ты удивишься, когда узнаешь! Кто придумал знаменитые советские конструкторы: ты удивишься, когда узнаешь!

Все, кто родился в СССР, помнят этот популярный конструктор. Но кто его создал?

VOICE
Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев

Первое, с чем покончил Михаил Сергеевич Горбачев — гонки на катафалках

Maxim
Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством? Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством?

Как представить, что испытывают люди с диагнозами «шизофрения» или «депрессия»?

Psychologies
Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!» Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!»

Страх — одно из важнейших для выживания чувств. Но надо уметь им управлять

ТехИнсайдер
Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру

Хочешь быстро привести фигуру в порядок перед отпуском? Поможет массаж!

VOICE
У древних колоссальных динозавров была мягкая У древних колоссальных динозавров была мягкая

Что позволяло огромным зауроподам иметь такой большой вес?

ТехИнсайдер
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?

ТехИнсайдер
Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier

Отрывок из книги об одном из самых известных ювелирных домов в мире

СНОБ
6 главных ошибок при заваривании чая, превращающих благородный напиток в яд 6 главных ошибок при заваривании чая, превращающих благородный напиток в яд

Может ли чай быть вреден для здоровья?

ТехИнсайдер
Почему пора перестать считать целлюлит недостатком Почему пора перестать считать целлюлит недостатком

Целлюлит — не болезнь: новый взгляд на проблему

Лиза
Слишком консервативен: какими получились рассказы Владимира Сорокина о женщинах Слишком консервативен: какими получились рассказы Владимира Сорокина о женщинах

Владимир Сорокин о женщинах — стереотипно и мизогинно

Forbes
Открыть в приложении