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

«Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи» «Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи»

Как дисковые галактики сохраняют устойчивость

N+1
Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая

Реальная жизнь Вайолетт Джесcоп была покруче любого сценария

VOICE
Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям

Какие металлы считаются редкоземельными и почему получили такое название

ТехИнсайдер
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
Потрясно: что такое турбулентность и почему ее не надо бояться Потрясно: что такое турбулентность и почему ее не надо бояться

Рассказываем, что такое турбулентность и почему ее совершенно не стоит бояться

ТехИнсайдер
Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа

Николай Рыбников всю жизнь любил только одну женщину - Аллу Ларионову

VOICE
Смех делает нас умнее: 5 причин улыбнуться прямо сейчас Смех делает нас умнее: 5 причин улыбнуться прямо сейчас

Как смех облегчает нашу жизнь?

Psychologies
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией

Могут ли отходы от ядерного топлива стать ценнейшей энергией?

Forbes
Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах

Как из турбореактивных двигателей истребителя F-15 Eagle выходят диски Маха

ТехИнсайдер
Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения

Тепловой стресс укорачивает длину теломер у матерей и их потомства

N+1
Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек» Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек»

Кристина Асмус — о материнстве и желтых сплетнях

Лиза
Цвет личности: что расскажет о вас выпускное платье Цвет личности: что расскажет о вас выпускное платье

Как цвет платья на выпускном отражает ваше психологическое состояние?

Psychologies
Имеют ли право судебные власти Имеют ли право судебные власти

Юрист анализирует право человека на частную жизнь его мозга

ТехИнсайдер
Палеонтологи отыскали останки чудовищного морского хищника, в разы превосходившего современных крокодилов Палеонтологи отыскали останки чудовищного морского хищника, в разы превосходившего современных крокодилов

Как этот древний вымерший зверь правил морем 66 миллионов лет назад

ТехИнсайдер
Самые бюджетные бренды, в которые одеваются современные королевы и принцессы Самые бюджетные бренды, в которые одеваются современные королевы и принцессы

Масс-маркет, который можно носить по-королевски

VOICE
В космосе найдена В космосе найдена

Одна из самых «экстремальных» звезд Млечного Пути оказалась намного более жуткой

ТехИнсайдер
Разноцветная система: почему все планеты разного цвета Разноцветная система: почему все планеты разного цвета

О чем говорят оттенки планет?

ТехИнсайдер
Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого

Именно они вызвали к жизни легенду о том, что “раньше машины были надёжнее”

ТехИнсайдер
У живой клетки взяли половину цитоплазмы и секвенировали ее транскриптом У живой клетки взяли половину цитоплазмы и секвенировали ее транскриптом

Метод, позволяющий расшифровать транскриптом отдельных клеток, не убивая их

N+1
Прованс в интерьере Прованс в интерьере

Советы по обустройству каждой комнаты в стиле прованс

Лиза
Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России

Как спонтанные поездки ворвались в нашу жизнь, потеснив привычные путешествия

Вокруг света
Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься! Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься!

Как определяли наличие беременности до того, как изобрели анализ крови и тесты?

VOICE
10 продуктов, которые ты, скорее всего, ешь неправильно 10 продуктов, которые ты, скорее всего, ешь неправильно

Разоблачаем популярные мифы о том, как нужно чистить, подавать и употреблять еду

Maxim
Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно

Почему не все учебники нам подходят?

Psychologies
Аркадий Ипполитов Аркадий Ипполитов

Аркадий Ипполитов — о денди и экс-барабанщике группы «Кино» Георгии Гурьянове

Собака.ru
Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки? Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки?

Корона, кольцо, ваш двоюродный брат — что еще нужно для королевской свадьбы?

ТехИнсайдер
«Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей «Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Отрывок из книги «Все, что движется» — как развивалась научная картина мира

N+1
Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед» Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед»

До российского проката добрался документальный фильм «Великий «Юнайтед»

Forbes
Что делать с прыщами во взрослом возрасте? Что делать с прыщами во взрослом возрасте?

Подростковый возраст остался далеко позади, а прыщи все не уходят?

Maxim
Открыть в приложении