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

В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки

Археологи описали необычное золотое кольцо, найденное в словацком городе Зволен

N+1
Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа

Как бороться с финансовой зависимостью в отношениях?

Psychologies
Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью

Генетические факторы отвечают за 70 процентов плача

N+1
Все как в космосе: ученые воспроизведут столкновение нейтронных звезд в ускорителе Все как в космосе: ученые воспроизведут столкновение нейтронных звезд в ускорителе

Эксперимент на установке BM@N для изучения столкновения нейтронных звезд

ТехИнсайдер
Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов Девушки и яйца: как стильные и вкусные завтраки приносят сотни миллионов

Как две девушки сделали бизнес на блюдах с яйцами?

Forbes
Зачем TikTok база изображений сексуализированного насилия над несовершеннолетними Зачем TikTok база изображений сексуализированного насилия над несовершеннолетними

С какими материалами работают модераторы контента в TikTok?

Forbes
Пиноккио-убийца и людоедка из «Спящей красавицы»: 5 ужасных событий из оригиналов сказок Пиноккио-убийца и людоедка из «Спящей красавицы»: 5 ужасных событий из оригиналов сказок

Эти сказки почти наверняка тебе читала мама

VOICE
20 любопытных фактов о пингвинах: жизнь в смокинге 20 любопытных фактов о пингвинах: жизнь в смокинге

Что еще вы знаете о пингвинах?

ТехИнсайдер
«Я люблю вас сильно-сильно»: история маньяка Вячеслава Соловьева, который убил даже жену и дочь «Я люблю вас сильно-сильно»: история маньяка Вячеслава Соловьева, который убил даже жену и дочь

Вячеслав Соловьев без малейших колебаний убивал тех, кто его раздражал

VOICE
Завтрак инков Завтрак инков

Настоящий перуанец обязательно съест воскресным утром порцию тамалеса

Вокруг света
Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов

Может ли машина выявить рак горла и полости рта по слюне?

N+1
5 математических трюков, которые помогут решить любую задачу за секунды 5 математических трюков, которые помогут решить любую задачу за секунды

Простые трюки могут облегчить решение любых повседневных математических задач

ТехИнсайдер
Фотографируете? Вот 4 простых способа улучшить ваши снимки Фотографируете? Вот 4 простых способа улучшить ваши снимки

Как можно исключить пост-обработку в фотошопе и увеличить общее качество снимков

ТехИнсайдер
Первые встречи людей и неандертальцев не были мирными. Древняя оружейная мастерская в Румынии Первые встречи людей и неандертальцев не были мирными. Древняя оружейная мастерская в Румынии

Археологи исследуют в западной Румынии древнюю стоянку Homo Sapiens

ТехИнсайдер
15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить 15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить

12 фактов о самом благородном из алкогольных напитков

Maxim
Птицы начали распространять семена растений 120 миллионов лет назад Птицы начали распространять семена растений 120 миллионов лет назад

Птицы Джехолоронис — самые ранние плодоядные, помогавшие растениям размножаться

N+1
Необычные Необычные

Некоторые экзопланеты могут странным «образом сжиматься»

ТехИнсайдер
10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал 10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал

Думаешь, знаешь о водке все? Спорим на бутылку коньяка, что нет?

Maxim
Футболисты, сидевшие в тюрьме: один расчленил любовницу и скормил собакам Футболисты, сидевшие в тюрьме: один расчленил любовницу и скормил собакам

Достойные компаньоны Кокорину и Мамаеву

Maxim
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
История одной вещи: тушь «Ленинградская», в которую нужно поплевать История одной вещи: тушь «Ленинградская», в которую нужно поплевать

Шок-контент — «Ленинградскую» тушь все еще производят!

Правила жизни
Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей

Во время убийств он испытывал «высшее наслаждение»

VOICE
3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе 3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе

Инструкция, которая поможет вам укрепить отношения

Psychologies
Ученые: некоторые виды стресса могут улучшить работу мозга и снизить риск психических заболеваний Ученые: некоторые виды стресса могут улучшить работу мозга и снизить риск психических заболеваний

Стресс может быть полезен для мозга и вашего будущего

Inc.
Проблемы с сексом, тайная любовница Гитлера на протяжении 16 лет и жена на 36 часов: тяжелая судьба красавицы Евы Браун Проблемы с сексом, тайная любовница Гитлера на протяжении 16 лет и жена на 36 часов: тяжелая судьба красавицы Евы Браун

Имя Гитлера на слуху у всех, но что нам известно про его любовницу Еву Браун

ТехИнсайдер
Как перестать пускать деньги на ветер: 4 работающих совета Как перестать пускать деньги на ветер: 4 работающих совета

Если постараться, перевоспитать можно даже отъявленного транжиру!

VOICE
Как у Брижит или Хадид Как у Брижит или Хадид

Модная челка: 9 лучших вариантов

Лиза
Почему с синдромами самозванца, перфекциониста и другими «спецэффектами» не надо бороться? Почему с синдромами самозванца, перфекциониста и другими «спецэффектами» не надо бороться?

А что, если мы научимся использовать синдром самозванца себе во благо?

Psychologies
Должна ли феминистка платить за себя на свидании? Должна ли феминистка платить за себя на свидании?

Кто платит на свиданиях?

Psychologies
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
Открыть в приложении