Российские ученые предложили назвать «волшебными» причины, по которым некоторые углеводороды остаются стабильными. Статья об этом была опубликована в The Journal of Physical Chemistry Letters.
Свойства химических соединений часто поддаются систематизации и объяснению, но в ряде случаев они парадоксальны. Итак, один из самых сложных вопросов в материаловедении — почему стекло твердое, несмотря на его аморфную структуру. Впервые некоторое количество протонов и нейтронов (или хотя бы одну из частиц) стали называть «магическими», при которых изотопы радионуклидов неожиданно оказались стабильными, тогда как очень похожие ядра быстро распадались.
Артем Оганов из Сколтеха и его коллеги решили попробовать систематизировать свойства углеводородов и выяснить, какие из них стабильны. Для этого использовался химический симулятор USPEX. Программа моделировала связи в молекулах углеводородов и выбирала те, у которых энергия разрыва наименьшая. Затем модели «обменялись» полученными структурами в результате моделирования на конкурсной основе. В результате получился ряд соединений от СН до С20Н42 ??с минимально возможной энергией разрыва связи между их структурными элементами. И после сравнения этого показателя между каждым из трех «соседей» мы получили своеобразную карту (на фото выше). На нем отчетливо видны «магические» пики, отражающие предполагаемую аномальную устойчивость молекулы.
В то же время смоделированное изображение хорошо согласуется с наблюдением в лаборатории. Стабильные соединения, предсказанные моделью, широко распространены в природе и их легко синтезировать. Авторы надеются, что, используя результаты своей работы, химики смогут получить новое полезное химическое соединение, о существовании которого ученые до сих пор не подозревали.