О методах изучения химических реакций, проектировании новых материалов и квантовой химии



© Рудольф Паризер перед доской с квантовыми вычислениями рассматривает молекулярную модель, 1950 год. ELISE communications / The Hagley Museum and Library

Молекулярное моделирование используется в двух базовых плоскостях. Во-первых, это использование различных теоретических методов для рационализации имеющихся экспериментальных явлений и данных о структуре и реакциях химических веществ, а также энергий процессов, связанных с ассоциацией или диссоциацией атомов, ионов и молекул. Детальное сравнение расчетных данных с экспериментальными дает объективную критическую оценку используемого теоретического инструмента. Во-вторых, аттестованные таким образом расчетные методы используются для предсказания молекулярных и кристаллических структур химических соединений, что служит основой для проектирования и синтеза новых биологически активных соединений и материалов.

Основные этапы развития молекулярного моделирования

а) Квантово-химические методы (неэмпирические методы, ab initio). Создание кв ... Читать дальше »

Изотопные эффекты приводят к необычной форме взаимодействия между атомами, в результате которого появляется новый вид притяжения



© Daniel Slaughter

8 декабря 2014 года на сайте журнала Angewandte Chemie была опубликована статья, подтверждающая существование совершенно нового типа притягивающей силы, которая держит атомы вместе. Один из авторов этого исследования, профессор Йорн Манц из Свободного университета Берлина, прокомментировал результаты работы для Serious Science, англоязычного издания ИД «ПостНаука».

Что произошло

Изотопные эффекты являются важной темой в химии, физике, биологии, медицине, геологии, космологии и много где еще. Обычно под изотопами понимают химические элементы, которые имеют общий заряд ядра, но разную массу и, возможно, разные спины ядра. В основном разность в массе объясняется различным числом нейтронов в ядре. Однако существуют также и другие пути формирования ядер с одинаковым зарядом, но разной массой, то есть ядер, которые содержат элементарные частицы, отличные от протонов и нейтронов, — к примеру, мюоны. Наиболее ярким примером являе ... Читать дальше »

Йод и свинец как способы защиты от излучения, зеленое свечение радиоактивных веществ и другие распространенные представления о радиации



© Алиса Сербиненко / ПостНаука

Радиация «создана» человеком

Неправда.

Радиация имеет естественное происхождение. Например, солнечное излучение тоже порождает радиационный фон. В южных странах, где очень яркое и горячее солнце, радиационный естественный фон достаточно высок. Он, конечно, не губителен для человека, но он выше, чем в северных странах.

Помимо этого, есть и космическое излучение, которое от далеких космических объектов доходит до нашей атмосферы.

Ведь что такое радиация? Высокоэнергичные частицы бомбардируют атомы в атмосфере и ионизуют их. В человеческом теле частицы тоже ионизуют атомы, выбивают электроны с оболочек, могут разрушать молекулы и так далее. Ядро какого-то атома нестабильно, оно может излучать те или иные частицы и переходить в стабильное состояние. Может излучать альфа-излучение, может излучать бета-излучение, может излучать гамма-излучение. Альфа — это заряженные ядра гелия, бета ... Читать дальше »

6 фактов о многообразии и роли органических соединений в нашей жизни



Органическая химия — это наука, которая важна для каждого из нас и с которой мы сталкиваемся ежедневно. Многие люди не задумываются даже о том, что эта наука существует. Тем не менее в 1828 году Фридрих Веллер впервые получил из неорганического соединения органическое — мочевину. С тех пор начался отсчет этой замечательной интереснейшей науки. Химия — это наука о веществах и их превращениях. В настоящее время известны миллионы химических соединений, и если мы посмотрим на структуры этих веществ, то окажется, что подавляющее количество этих соединений — это органические молекулы.

1. Органика вокруг нас

Лишь небольшая часть химических соединений относится к неорганическим молекулам, а все остальное многообразие химического мира — это соединения, которые получены химиками-органиками. Конечно, не только химиками-органиками, поскольку в природе ежесекундно каждый из нас синтезирует те же самые органические молекулы. Например, мы состоим из белков, а эти белки, в свою очередь, построены из аминокислот, являющихся одним из простейших классов органиче ... Читать дальше »

7 фактов о физических и химических свойствах материалов низкой размерности



© Pacific Northwest National Laboratory - PNNL

Об открытии нанотрубок объявил японский ученый Сумио Ииджима, который работает в городе Цукуба в Японии: в 1991 году он заявил о том, что существуют очень тонкие специальные цилиндрические образования из углерода. Эти материалы на самом деле были известны давно: еще в 1950-е годы в работах русских ученых было показано, что существуют очень тонкие волокна, сделанные исключительно из углеродных атомов. Они тоньше человеческого волоса в 50 000 раз. Но в то время, в 1950-е годы, еще не было просвечивающего электронного микроскопа, который мог бы идентифицировать эти материалы и показать, что они состоят из геликоидально завернутого листа графита и имеют внутри канал.

1. Открытие нанотрубок из различных материалов

Поэтому настоящая история исследования началась в 80–90-е годы, когда сначала Моринобу Эндо, а затем в 1991 году Сумио Ииджима, используя просвечивающие электронные микроскопы с высоким разрешением, обнаружили эти структуры и описали их образование, как ... Читать дальше »