Ученые разгадали загадку кристаллической структуры калаверита и предсказали новое соединение золота


Редкий минерал калаверит / ©Википедия
/ Автор: Артем Фомин

Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале PNAS.

Калаверит — теллурит золота с химической формулой AuTe2. Помимо того, что из калаверита можно добывать золото, он интересен несоразмерной модуляцией положений атомов золота и теллура в его кристаллах. Следовательно, структуру кристаллической решетки калаверита нельзя объяснить, опираясь на закон Гаюи, описывающий кристаллы большинства минералов.

Калаверит и другие несоразмерные кристаллы долго были загадкой для кристаллографов, но в 1970-х ученые научились описывать и такие кристаллические структуры (для этого им требуется вместо привычного трехмерного пространства проводить вычисления в четырехмерном), однако причины странного поведения кристаллов калаверита до сих пор оставались непонятными.

Группы ученых из Института физики металлов РАН (руководитель — профессор Сергей Стрельцов), Кельнского университета (руководитель — профессор Даниил Хомский, а также Cколтеха и МФТИ (руководитель — профессор Артем Оганов) объяснили несоразмерность кристаллов калаверита, его экспериментально полученные электронные спектры и сверхпроводимость, возникающую в них под давлением или при введении примесей.

«Из простейших соображений следует, что золото должно быть двухвалентным в этом соединении — так же, как железо в пирите FeS2, известном как “золото дураков”, но любой химик знает, что двухвалентное золото крайне неустойчиво, оно стремится перейти в одновалентное и трехвалентное состояние.

Но с этим тоже проблема: во-первых, 3+ слишком высокая валентность, а во-вторых, разместить одновалентное и трехвалентное золото (даже если бы оно существовало) так, чтобы они одинаково повторялись в каждом направлении, на треугольной решетке калаверита просто невозможно. Поэтому природа вынуждена идти на компромисс — плавно изменять валентность золота в кристалле. Окружение теллура реагирует на это, что и приводит к необычным искажениям кристаллической решетки», — поясняет Сергей Стрельцов.

Также с помощью эволюционного алгоритма USPEX, созданного Артемом Огановым и активно используемого кристаллографами по всему миру, ученые смогли предсказать все известные стабильные теллуриды золота, а еще новый, ранее неизвестный теллурид AuTe.

«У минерала калаверита удивительная судьба. Заметно повлиявший на золотую лихорадку, этот минерал много десятилетий был головной болью и большим парадоксом для кристаллографов. Чем глубже его изучали, тем больше новых вопросов возникало. Нашему коллективу удалось связать все странности калаверита в рамках простой модели, а экспериментаторы теперь могут охотиться за предсказанным нами новым соединением AuTe, которое почти наверняка скрывает новые загадки», — рассказывает профессор Сколтеха и МФТИ Артем Оганов.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/ychenye-razgadali-zagadky-kristallicheskoi-stryktyry-kalaverita-i-predskazali-novoe-soedinenie-zolota.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Назван элемент, который имел решающее значение для эволюции сложной жизни, помимо кислорода

Дикинсония – представитель эдиакарской биоты / ©Getty images / Автор: Caristania Fabricius Железо — незаменимый компонент белков и...

Женские прокладки предложили делать из агавы

Агава сизалевая (Agave sisalana) / © Wikimedia Commons / Автор: Lampronia Auxilius Агава сизалевая (Agāve sisalāna) широко культивируется...

Ученые нашли способ сделать кофе вкуснее

Ученые нашли способ сделать кофе вкуснее / © Getty images / Автор: Sycophanta Duccius Кофе — один из...

Американские химики создали деревянный нож, который режет как стальной

Деревянный нож против стейка средней прожарки. / © Bo Chen / University of Maryland / Автор: Telestis Scaevinius...

Ученые достигли прорыва в производстве водородного топлива

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона и Техниона — Израильского технологического института — открыли...

Искусственный интеллект поможет построить карту химического пространства

©Wikipedia / Автор: Pinaria Caprarius Ученые из Сколтеха (Центр научных и инженерных вычислительных технологий для задач с большими...

Ученые СФУ синтезировали и охарактеризовали два новых комплекса барбитуровой кислоты

Ученые СФУ синтезировали и охарактеризовали два новых комплекса барбитуровой кислоты / Автор: Иван Беляев Их химические свойства окажутся...

Пористые твердые кислоты превратят углекислый газ воздуха в топливо

©Exxentis / Автор: Cloelia Andronicus В последние годы химическая промышленность с все большим интересом присматривается к твердым кислотам....

В Великобритании начали производить алмазы из воздуха. И у них отрицательный углеродный след

©Pixabay / Автор: Александр Литвинов В XXI веке все больше новых технологий начинают походить на самую настоящую алхимию...

Учёный изобрёл сухую воду

В рамках проекта по борьбе с глобальным потеплением, ученый из Великобритании представил свою разработку – воду в виде...

Представлен прототип бактериального генератора электроэнергии

©Ella Marushchenko, University of Minnesota / Автор: Caristania Fabricius Морские Shewanella oneidensis широко известны в качестве «бактерий, которые...

Компьютерная томография показала, что почвенный углерод хранится главным образом в сети из пор

Глеезем — один из типов почв, рассмотренных учеными / © wikipedia.org / Автор: Milonia Larcius Почва — динамичная...

Ученые подошли к разгадке причин головной боли от красного вина

© Rostislav_Sedlacek, Pinterest / Автор: Екатерина Лебедева Красное вино богато полифенолами, особенно флавоноидами — природными веществами, которые придают...

Химики предложили перерабатывать рождественские елки на топливо

«Жизнь» новогодней елки недолга: всего пара недель праздника — и на помойку / © haszon.hu / Автор: Godefridus...

Ученые показали, как работает трюк с колой и Mentos на разных высотах над уровнем моря

Простой химический трюк все еще много может расказать ученым / © Gipher / Автор: Ольга Кузьмина Добавление мятных...

Химики предложили хранить информацию в виде цветных светящихся точек

Пример записи информации. / © American Chemical Society / Автор: Андрей Чернов Современные устройства для хранения данных —...

Химическая инъекция вернула к жизни отработанные литийионные аккумуляторы

С помощью специального реагента исследователи восстановили работу литийионных аккумуляторов / © Getty Images В современном мире литийионные аккумуляторы...

Бумажная замена пластиковых трубочек для питья оказалась вредной для здоровья и неэкологичной

© CC0 Public Domain / Автор: Андрей Чернов Команда экологов и биологов из Антверпенского университета (Бельгия) проверила питьевые...

Ученые НИТУ «МИСиС» впервые в мире создали MAX-фазу с магнитными свойствами

Опытный образец MAX-фазы на основе ванадия и железа, полученный на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»...

Грибки помогут избавиться от неприятного запаха скунса

©Wikipedia / Автор: Наталья Федосеева Американские скунсы используют не совсем обычный для млекопитающих инструмент защиты: в случае опасности...