Десятилетиями используемые константы Гаммета оказались ошибочны
Ученые обнаружили, что общепринятые константы, с помощью которых химики предсказывают свойства молекул, содержали ошибки. Исправленные значения констант теперь объясняют ранее непонятные химические аномалии и позволяют предсказывать свойства новых материалов для квантовых технологий, датчиков и умных покрытий.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Inorganic Chemistry Frontiers.
Для синтеза новых соединений химики часто модифицируют уже известные соединения. Чтобы предсказать, как нововведения повлияют на их свойства, специалисты используют уравнение Гаммета. Например, оно позволяет рассчитать, как изменится способность соединения связываться с биологическими молекулами в организме. В основе уравнения лежат константы — постоянные величины, которые отображают влияние некоторых групп атомов на поведение электронов во всей молекуле. Однако на практике некоторые группы ведут себя не так, как предсказывают известные для них константы. Например, согласно константе, группа должна «тянуть» электроны на себя, но в эксперименте происходит наоборот. Подобные аномалии достаточно долго игнорировались учеными, которые списывали эти несоответствия на частные случаи.
Ученые из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва), Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (Москва) и Университета Барселоны (Испания) предложили решение этой многолетней проблемы, используя зависимость экспериментально измеряемых величин, таких как длины химических связей, и известных констант Гаммета для нескольких часто встречающихся химических групп. Авторы обнаружили, что такая зависимость меняется не плавно, как ожидалось, а скачкообразно, то есть существующие константы для этих групп не отражают их реального поведения.
Чтобы устранить проблему, исследователи взяли хорошо изученные химические группы, поведение которых не вызывает вопросов (например, водород), и получили ожидаемую линейную зависимость длины связи в молекуле от константы Гаммета. Затем с помощью этой зависимости ученые определили новые константы для «проблемных» химических групп. Оказалось, что аномальное поведение некоторых молекул, которое раньше не поддавалось объяснению, идеально описывается с помощью «исправленных» констант Гаммета.
Полученные результаты важны не только для фундаментальных исследований, но и для практических применений. В химии эти данные позволят получать более эффективные и избирательные катализаторы. В медицине константы Гаммета используют для предсказания свойств лекарств, поэтому их уточнение может помочь в дизайне новых препаратов. Также уточненные данные дадут возможность химикам предсказуемо управлять свойствами полимеров и материалов на их основе.
«Это исследование – не просто исправление ошибки в таблицах, которыми ученые пользуются почти столетие. Это разработка нового подхода к решению старой фундаментальной проблемы, которая приведет к развитию многих сфер индустрии. В дальнейшем мы планируем использовать полученные данные в моделях машинного обучения для увеличения точности предсказаний уравнения Гаммета», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Игорь Никовский, кандидат химических наук, научный сотрудник Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН.
Telegram 
Дзен 
VK Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно