Первая неорганическая двойная спираль

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №12)

Молекулы, образующие двойную спираль, часто встречаются среди природных и синтетических органических соединений. Двуспиральные системы более устойчивы термодинамически и обладают лучшими электрическими свойствами по сравнению с линейными цепями или одноцепочечными спиралями. До настоящего времени не было известно ни одного примера двойной спирали, сформированной неорганическими соединениями (координационные и элементоорганические полимеры не в счет). Теперь такой пример есть.

s 20161212-1 hemoskop.jpg
Неорганическое соединение SnIP, существующее в форме двойной спирали, — это спиралеобразная цепь оловоиодидного катиона, сплетенная с цепью фосфидного аниона

  

Два десятка химиков, работавших под руководством Тома Нильгеса из Технического университета Мюнхена, получили первое неорганическое соединение, которое организовано по принципу двойных спиралей. Состав вещества описывается формулой SnIP — оно состоит из цепи иодида олова (эмпирическая формула SnI+), сплетенной с цепью полифосфид-аниона (эмпирическая формула P). Исследователи получили несколько граммов SnIP, нагревая смесь олова, красного фосфора и тетраиодида олова («Advanced Materials», 2016, doi: 10.1002/adma.201603135).

Химики искали двойные неорганические спирали десятилетиями. Результаты рентгеноструктурного исследования одной из форм фосфида лития — LiP и аналогичного арсенида лития LiAs позволяли говорить о том, что в структуре этих пниктогенидов (бинарных производных, содержащих анион элемента главной подгруппы 5-й группы) есть спиралевидные и коаксиальные цепи. Однако оставалось не до конца ясным, можно ли считать их двуспиральными структурами. В последнее время химики пытались получить спиралевидные неорганические солевые структуры, используя в качестве шаблонов молекулы ДНК или углеродные нанотрубки, тем не менее до сих пор двойную спираль, не содержащую атомов углерода, не удавалось синтезировать без симметричного шаблона.

Химик-теоретик из Университета Юты (США) Александр Болдырев считает результаты Нильгеса и его коллег выдающимися. В 2012 году исследователи из группы Болдырева выполнили расчеты, показавшие, что фосфид лития может образовывать двойную спираль, похожую на молекулу ДНК. По его мнению, новые результаты доказывают, что в неорганической химии двуспиральные структуры могут встречаться гораздо чаще, чем считалось ранее.

Нильгес с соавторами определили, что устойчивость двойной спирали SnIP обеспечивают непрочные взаимодействия, возникающие между неподеленными электронными парами фосфора и вакантными орбиталями олова. Координационные взаимодействия между неорганическими спиралями получаются прочнее, чем водородные связи в двойной цепи ДНК, — они обусловливают высокую устойчивость SnIP к механическим воздействиям. Оказывается, иглообразные кристаллы SnIP могут сгибаться на 90°, не разрушаясь, кроме того, их можно расщепить по продольной оси, получив при этом наностержни. Полупроводниковые и фотолюминесцентные свойства кристаллов SnIP, а также их гибкость позволяют надеяться, что двойная неорганическая спираль не останется интересным феноменом, важным лишь для супрамолекулярной химии, а в скором времени найдет практическое применение.

Разные разности

29.11.2017

«Опять ящик консервов, второй за месяц, небольшая вроде собачка, а сколько лопает», — любя ворчим мы на питомца. Сколько они лопают, подсчитал Грегори Окин из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Правда, пока только для американских собак и кошек.

>>
28.11.2017

Героизм невыгоден. Зачем умирать, когда ты не услышишь, как тебя за это хвалят, не сможешь больше приносить пользу своему делу? А если еще и родные пострадают — да стоит ли этого хоть одна святая цель?.. И все же есть люди, готовые погибнуть во имя такой цели. Калькулятор в голове перестает работать, когда в него вводят бесконечно большое число «высшей ценности».

>>
07.11.2017 10:00:00

...в США проект гражданской науки Citizen Continental-America Telescopic Eclipse собрал наблюдения затмения Солнца 21 августа с 55 телескопов, что позволило создать высококачественный видеоролик о солнечной короне («Nature», 2017, 548, 7669, 504—505, doi: 10.1038/548504a)...

>>
26.10.2017 10:00:00

Не секрет, что во всем мире есть группы людей, которые пытаются судить о человеке не по его талантам, а по той крови, что течет в его жилах. Одно время было популярно измерять форму черепа или носа, но этих измерителей ждал печальный конец. Теперь же появился абсолютный маркер – личный геном.

>>
25.10.2017 10:00:00

Удаленная работа бьет по транспорту — человек не ездит на службу, соответственно, не покупает ни билеты на автобус и метро, ни автомобиль. Сейчас наметилась еще одна жертва цифровой экономики — владельцы офисных помещений: многие работники свободных профессий отказываются от найма офисов и перемещаются в кафе.

>>