Атомное строение: Простые и сложные вещества в химии. Что это такое?

Содержание

Расшифрована атомная кристаллическая структура оксинитрида бора

20 декабря, 2021 11:59

Источник: XX2 Век

Российские учёные расшифровали кристаллическую структуру оксинитрида бора (BNO) — материала с контролируемыми электронными и оптическими свойствами. Ранее считалось, что замена части азота в нитриде бора на кислород не изменит строение решётки. Но изучение этого материала методами компьютерного моделирования показало: кристаллическая структура становится иной, при этом меняются и свойства материала.

Исследование расширяет область потенциального применения двумерных наноматериалов. Возможно, на их основе получится создать совершенно новые приборы.

Результаты работы опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics, где были отмечены редакцией и вошли в тематическую подборку 2021 PCCP HOT Articles.

Оксинитрид бора (BNO) совмещает в себе начальную структуру (атомную и электронную) гексагонального нитрида бора с низкой электропроводностью. Внедрение кислорода может изменять кристаллическую решётку нитрида бора.

«Любые свойства материала связаны с особенностями его структуры. Однако до сих пор было неясно, как изменяется атомное строение h-BN после окисления. Этот факт сподвигнул нас сконцентрироваться на изучении кристаллической структуры оксинитрида бора. Мы начали исследование с применения эволюционного алгоритма USPEX, который позволяет предсказывать строение материала, исходя из знания только лишь его химического состава», — рассказывает Дмитрий Квашнин, руководитель проекта РНФ, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института биохимической физики им.

Н. М. Эмануэля РАН.

Расшифрована атомная структура оксинитрида бора (BNO), синтезированного в 2017 году (элементарная ячейка двумерного материала представлена слева). Необычная атомная структура приводит к смещению области поглощения в область ближнего ультрафиолета по сравнению с чистым h-BN (спектр поглощения справа). Источник: Дмитрий Квашнин

«Эволюционный алгоритм на этапе проведения первоначального скрининга дал нам большой массив новых кристаллических структур. Далее полученные структуры изучались более детально с помощью приближений теории функционала электронной плотности», — поясняет Захар Попов, соавтор работы, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИБХФ РАН.

Расчёты показали, что в результате добавления в нитрид бора кислорода образуются специфические двумерные структуры.

Они более дефектные и менее плотные, и в результате значение упругих постоянных ниже, чем у исходного вещества. Этот факт объясняется особенностями положения атомов кислорода. При определённой концентрации для них оказывается энергетически более выгодным образовать эпоксидный мостик между двумя другими атомами в материале и нарушить структуру решётки, чем заместить их. Это также привело к появлению локальных дипольных моментов, которые могут придать структуре необычные пьезоэлектрические свойства — иными словами, возрастает вероятность возникновения и усиления электрических импульсов при механическом воздействии.

«Ранние работы по исследованию структуры BNO были основаны на концепции того, что атомы кислорода внедряются в решётку гексагонального нитрида бора в позиции замещения атомов азота, при этом не меняя её. Нам удалось показать, что кристаллическая структура BNO намного сложнее. Результаты исследования приближают возможность реального применения оксинитрида бора на практике, в частности, для дальнейшего использования в нано-, опто- и электромеханических устройствах», — заключил Дмитрий Квашнин.

Теги

Президентская программа, Химия и материалы, Спецпроект, Молодежные группы

Российские ученые придумали, как решить проблему перегрева смартфонов и ноутбуков – Газета.Ru

Российские ученые придумали, как решить проблему перегрева смартфонов и ноутбуков – Газета.Ru | Новости

11 мая 2022, 15:14

100%

В Самарском государственном техническом университете (СамГТУ) началась разработка новых методов расчета теплопроводности материалов, газов и биологических тканей, которые, прежде всего, могут повысить работу смартфонов и ноутбуков. Об этом «Газете.Ru» сообщили в Минобрнауки, при поддержке которого проводится исследование.

Теплопроводность — это процесс распределения температуры тела от его горячих частей к холодным за счет хаотичного движения молекул. Из-за непредсказуемости поведения частиц в классических моделях расчета теплопроводности не учитывается молекулярно-атомное строение вещества. Исследователи же СамГТУ предложили метод, который наоборот позволяет учитывать расстояние между молекулами (или более мелкими частицами) и время между их столкновением. Таким образом элемент «хаотичности» в теплопроводности нивелируется, и расчет процесса становится точнее.

В Минобрнауки отметили, что новый подход к расчету теплопроводности материалов может быть использован, например, в микроэлектронике.

«Серьезной проблемой, накладывающей ограничения на развитие современных технологий микроэлектроники, стала необходимость охлаждения элементов, выделяющих в процессе работы большое количество теплоты, — это процессоры, аккумуляторные батареи, дисплеи смартфонов, ноутбуков и персональных компьютеров. Разработка новых систем охлаждения невозможна без точного моделирования процессов теплообмена», — сообщили в ведомстве.

В этой связи исследования, проводимые в Самарском политехе, Министерство считает своевременными и актуальными.

Ранее «Газета.Ru» писала о сервисах для выявление фейковых изображений в новостях.

Все новости на тему:

Цивилизация

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Мария Дегтерева

Журналистика и этика

О том, где проходит граница между новостями и сплетнями

15:06

Екатерина Рыжова

Выбор миллениалов

О том, каким современные родители видят образование своих детей

09:02

Анастасия Миронова

Конец табу на слово «папа»

О том, как за 30 лет изменилось отношение детей к 23 февраля

23.02.2023, 08:08

Иван Глушков

Полдник на Полудне

О том, за что стоит любить кухню юга России

22. 02.2023, 08:19

Юлия Меламед

Не-рай капитана Волконогова

Об одном очень важном фильме, не изменившем историю

21.02.2023, 09:08

Найдена ошибка?

Закрыть

Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.

Продолжить чтение

Атомная структура комплекса актин:ДНКаза I

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Электронная почта: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Сравнительное исследование

. 1990 6 сентября; 347 (6288): 37-44.

дои: 10.1038/347037a0.

W Кабш ¹ , HG Mannherz, D Suck, E F Pai, K C Holmes

Принадлежности

принадлежность

¹ Макс-Планк-Институт медицинских исследований, отделение биофизики, Гейдельберг, ФРГ.

PMID: 2395459
DOI: 10. 1038/347037а0

Сравнительное исследование

W Kabsch et al. Природа. 1990 .

. 1990 6 сентября; 347 (6288): 37-44.

дои: 10.1038/347037a0.

Авторы

W Кабш ¹ , Х. Г. Маннхерц, Д. Сак, Э. Ф. Пай, К. С. Холмс

принадлежность

¹ Макс-Планк-Институт медицинских исследований, отделение биофизики, Гейдельберг, ФРГ.

PMID: 2395459
DOI: 10. 1038/347037а0

Абстрактный

С помощью рентгеноструктурного анализа определены атомные модели комплекса между актином скелетных мышц кролика и бычьей панкреатической дезоксирибонуклеазой I как в АТФ, так и в АДФ формах с эффективным разрешением 2,8 А и 3 А соответственно. Эти две структуры очень похожи. Молекула актина состоит из двух доменов, которые можно разделить на два поддомена. АДФ или АТФ располагаются в щели между доменами с ионом кальция, связанным с бета- или бета- и гамма-фосфатами соответственно. В каждом домене появляется мотив пятицепочечного бета-листа, состоящего из бета-меандра и правосторонней бета-альфа-бета-единицы, что позволяет предположить, что могла произойти дупликация гена. Эти листы имеют ту же топологию, что и гексокиназа.

Цитируется

Электронная микроскопия в Банке данных о белках: влияние революции разрешения, новые инструменты проверки и последствия для будущего.
Берли С.К., Берман Х.М., Чиу В., Дай В., Флэтт Дж.В., Хадсон Б.П., Кельбер Дж. Т., Кхаре С.Д., Кульчик А.В., Лоусон С.Л., Пинтили Г.Д., Сали А., Валлат Б., Уэстбрук Д.Д., Янг Д.Ю., Зардеки С. Берли С.К. и др. Biophys Rev. 2022 Dec 2;14(6):1281-1301. doi: 10.1007/s12551-022-01013-w. электронная коллекция 2022 дек. Биофиз, ред. 2022. PMID: 36474933 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Ингибирование комплекса Arp2/3 после АДФ-рибозилирования Arp2 бинарным Clostridioides Токсины.
Шван С., Ланг А.Е., Шлоссер А., Фуджита-Беккер С., АльХай А., Шредер Р.Р., Фейкс Дж., Акториес К., Маннхерц Х.Г. Шван С. и др. Клетки. 2022 18 ноября; 11 (22): 3661. doi: 10.3390/ячейки11223661. Клетки. 2022. PMID: 36429089 Бесплатная статья ЧВК.
Производное пиперазина стабилизирует актиновые филаменты в первичных фибробластах и связывает G-актин in silico.
Зернов Н., Гамарян В., Макичян А., Мелентьева Д., Унанян Л., Попугаева Е. Зернов Н. и соавт. Curr выпускает Mol Biol. 2022 25 октября; 44 (11): 5191-5208. дои: 10.3390/cimb44110353. Curr выпускает Mol Biol. 2022. PMID: 36354665 Бесплатная статья ЧВК.
Структуры и механизмы актинового гидролиза АТФ.
Канемацу Ю., Нарита А., Ода Т., Койке Р., Ота М., Такано Ю., Морицугу К., Фудзивара И., Танака К., Комацу Х., Нагаэ Т., Ватанабэ Н., Иваса М., Маэда Ю., Такеда С. Канемацу Ю. и др. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 25 октября; 119(43):e2122641119. doi: 10.1073/pnas.2122641119. Epub 2022 17 октября. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022. PMID: 36252034 Бесплатная статья ЧВК.
Актомиозиновый комплекс.
Перец И. , Галкин В.Е. Перец I и др. Субклеточная биохимия. 2022;99:421-470. doi: 10.1007/978-3-031-00793-4_14. Субклеточная биохимия. 2022. PMID: 36151385 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи “Цитируется по”

Типы публикаций

термины MeSH

вещества
Полнотекстовые ссылки
Издательская группа «Природа»
Укажите
Формат: ААД АПА МДА НЛМ
Отправить по номеру
Базовая атомная структура: TEAS
Штатные авторы RegisteredNursing. org | Обновлено/проверено: 26 августа 2022 г.
Глоссарий терминов и терминов по структуре атома
- Атом: самый маленький и мельчайший из всех компонентов материи
- Четыре состояния вещества: твердое тело, жидкость, газ и плазма
- Твердые тела: состояние материи, которое не так гибко, как другие формы материи с точки зрения сжимаемости, формы и объема
- Жидкости: Состояние вещества, которое может менять свою форму в зависимости от формы сосуда, в который его наливают
- Газ: Состояние вещества, которое сжимаемо и способно изменять свою форму и объем в соответствии с формой и размером контейнера, в который оно помещено.
- Плазма: состояние вещества, обнаруженное за пределами Земли
- Атом: самый маленький компонент и самая основная часть материи, которая до сих пор сохраняет свою идентичность
- Атомная структура: Атомы имеют ядро и электроны. Его ядро содержит протонов и нейтронов
- Ядро: Часть атома, в которой находятся протоны и нейтроны
- Протоны: положительно заряженные (+) компоненты атома. Именно количество протонов придает атому его химическую идентичность
- Нейтроны: часть атома, не имеющая заряда; они нейтральны и не имеют положительного или отрицательного электрического заряда; часть атома, придающая атому его изотопную идентичность.
- Электроны: Часть атома, имеющая отрицательный (-) заряд
- Ион: электрически заряженный атом
- Катион: положительно заряженный атом
- Анион: Отрицательно заряженный атом
- Периодическая таблица элементов: разработана русским химиком Менделеевым в середине 1800-х годов для отображения всех известных элементов
Материя
Проще говоря, атом — это самый маленький и мельчайший из всех компонентов материи. Есть четыре состояния вещества.
Материя определяется как все:
1. Твердые тела
2. Жидкости
3. Газы
4. Плазма
Твердые вещества
Монокристаллическая форма твердого инсулина.
Твердые тела однозначно отличаются от каждого из других состояний материи. Они не такие гибкие, как другие формы материи, с точки зрения сжимаемости, формы и объема. Объем и форма твердых тел фиксированы и неизменны; и они не могут быть сжаты, потому что между частицами твердого тела мало места. Атомы и частицы твердых тел плотно упакованы вместе, и эта структура частиц обычно очень регулярна и однородна.
Жидкости
В отличие от твердых тел, жидкости могут менять форму, и, хотя частицы в жидкостях расположены близко друг к другу и между этими частицами нет более чем небольшого промежутка, как это расстояние в твердых телах, жидкости могут перемещаться и изменять свою форму в соответствии с форма емкости, в которую его наливают. Частицы в жидкости могут также скользить мимо и вокруг других частиц в жидкости. Таким образом, гибкость и жесткость твердых тел намного больше, чем гибкость и жесткость жидкостей. Кроме того, жидкости не имеют регулярной и однородной структуры частиц, как твердые тела.
Подобно твердым телам и отличаясь от газов, жидкости не меняют своего объема.
Газы
Частицы дыма дают ключ к пониманию движения окружающего газа.
Газы характеризуются способностью изменять свою форму и объем в зависимости от формы и размера сосуда, в который они помещены. Газы также сильно сжимаемы, в отличие от твердых тел и жидкостей, потому что их составные частицы имеют гораздо больше пространства между этими частицами, чем жидкости и твердые тела. Подобно жидкостям, частицы в газах легко текут.
Газы не имеют правильного и равномерного расположения, как твердые тела, и газы движутся свободно и способны двигаться с большими скоростями.
Плазма
В отличие от других состояний материи, включая твердые тела, жидкости и газы, плазма не встречается в природе на нашей Земле. Вместо этого плазма создается искусственно или находится за пределами нашей атмосферы и Вселенной.
Плазма может быть полностью или частично ионизированной. Частично ионизированная плазма содержится в таких вещах, как неоновые вывески, а полностью ионизированная плазма — в звездах.
Популярная научная мысль сейчас склоняется к тому, что плазма является самым большим и наиболее часто встречающимся типом материи в нашей Вселенной. Другими словами, плазмы, вероятно, больше, чем твердых тел, жидкостей и газов.
Атомы
Иллюстрация атома гелия с изображением ядра (розовый) и распределения электронного облака (черный). Ядро (вверху справа) гелия-4 на самом деле сферически симметрично и очень похоже на электронное облако, хотя для более сложных ядер это не всегда так. Черная полоса соответствует одному ангстрему (10–10 м или 100 пм).
Атомы являются наименьшим компонентом и самой основной частью материи, включая твердые тела, жидкости, газы и плазму, которые все еще сохраняют первоначальные свойства химического элемента, частью которого они являются. Атомы очень малы; однако их можно увидеть в электронный микроскоп.
В настоящее время нами обнаружено и идентифицировано 118 элементов, следовательно, существует 118 различных элементов, следовательно, и существует 118 различных атомов, сохраняющих характеристики и свойства каждого из этих элементов. Периодическая таблица элементов будет рассмотрена ниже.
Все атомы состоят из:
- Ядра, содержащего протоны и нейтроны
- Электроны
Подавляющее большинство атома составляет его ядро с точки зрения общей массы атома.
Ядро
Ядро атома — это часть атома, в которой находятся протоны и нейтроны.
Протоны
Протоны атома, как следует из названия, являются положительно заряженными (+) компонентами атома; протоны находятся в ядре атома. Именно количество протонов придает атому его химическую идентичность.
Нейтроны
Нейтроны атома, как следует из названия, являются частью атома, не имеющей заряда; они нейтральны без положительного или отрицательного электрического заряда. Нейтроны делят пространство с протонами в ядре атома. Количество нейтронов в атоме определяет его изотопную идентичность.
Электроны
Электроны атома – это часть атома, имеющая отрицательный (-) заряд. Нейтроны окружают ядро атома и связаны с ним; они не делят пространство с нейтронами и протонами в ядре атома. Электроны с отрицательным (-) зарядом остаются с атомом, потому что эти отрицательные части атома притягиваются к положительно заряженным протонам атома и прилипают к ним почти так же, как отрицательный и положительный полюса магнита. тянутся друг к другу и прилипают друг к другу.
Очень часто атомы имеют одинаковое количество протонов и нейтронов. Например, атом с 3 протонами обычно также имеет 3 нейтрона.
Атомы нейтральны, когда количество протонов и количество электронов одинаково; атомы имеют положительный заряд, когда число протонов в ядре атома больше, чем число электронов на его атомной орбите, окружающей ядро, и атом будет иметь отрицательный заряд, когда число протонов в ядре атома меньше числа электронов на атомной орбите вокруг ядра.
Когда атом заряжен положительно или отрицательно, он называется ионом. Проще говоря, ион — это электрически заряженный атом. Когда ион имеет положительный заряд, его называют катионом; а когда ион имеет отрицательный заряд, он называется анионом.
Периодическая таблица элементов
Полная периодическая таблица элементов с обозначением атомного номера и веса.
Именно количество протонов определяет химическую идентичность атома, а количество нейтронов в атоме определяет его изотопную идентичность.
Периодическая таблица элементов, первоначально разработанная русским химиком Менделеевым в середине 1800-х годов, хорошо организована и упорядочена, несмотря на то, что, на первый взгляд, в ней отсутствует связность и логика.
Теперь мы покажем вам, как читать Периодическую таблицу элементов и понимать ее компоненты относительно простым и понятным способом.
Периодическая таблица элементов организована последовательно в соответствии с количеством ее протонов, равным количеству электронов, которые делают атом нейтральным. Итак, как вы можете видеть в Периодической таблице элементов выше, они расположены от № 1 до № 181 в соответствии с количеством протонов или электронов в каждом элементе. Например, первым элементом Периодической таблицы элементов является водород, который имеет один протон и один электрон; вторым элементом в Периодической таблице элементов является гелий, который имеет два протона и такое же количество электронов, а последним элементом в текущей Периодической таблице элементов является № 118, то есть Оганесон, имя которого было добавлено в 2016 году.0005
Элементы Периодической таблицы элементов также организованы в столбцы, как вы можете видеть на изображении Периодической таблицы элементов выше. Эти столбцы показывают, что элементы в каждом столбце подобны друг другу с точки зрения их валентности. Проще говоря, валентность или доблесть — это связь и способность объединения атома с другими атомами для образования молекул и соединений.
СВЯЗАННЫЕ ЧАИ ЖИЗНЬ И ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ СОДЕРЖАНИЕ:
- Основные макромолекулы в биологической системе
- Хромосомы, гены и ДНК
- Законы наследственности Менделя
- Основная атомная структура (в настоящее время здесь)
- Характерные свойства веществ
- Изменение состояний материи
- Химические реакции
- Автор
- Последние сообщения
Ален Берк, RN, MSN
Ален Берк, RN, MSN является общепризнанным преподавателем медсестер. Она начала свою трудовую деятельность учителем начальной школы в Нью-Йорке, а затем поступила в муниципальный колледж Квинсборо, чтобы получить степень младшего специалиста по сестринскому делу. Она работала дипломированной медсестрой в отделении интенсивной терапии местной больницы, и в это время она решила стать преподавателем медсестер. Она получила степень бакалавра наук в области сестринского дела в колледже Эксельсиор, входящем в состав Университета штата Нью-Йорк, и сразу после окончания учебы поступила в аспирантуру Университета Адельфи на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк. Она получила диплом с отличием в Адельфи, получив двойную степень магистра в области сестринского образования и управления сестринским делом, и сразу же начала работу над докторской диссертацией по сестринскому делу в том же университете. Она является автором сотен курсов для медицинских работников, включая медсестер, она работает консультантом по медсестрам в медицинских учреждениях и частных корпорациях, она также является утвержденным поставщиком непрерывного образования для медсестер и других дисциплин, а также является членом Американской ассоциации медсестер.