Российские учёные придумали новый способ исследования атомов

Учёные из Сколтеха, Уральского федерального университета и Института физики металлов имени М. Н. Михеева, УрО РАН представили новое теоретическое описание химической связи в материалах. Они предложили метод, который позволяет более точно определять атомные заряды и выделять ионные и ковалентные составляющие в химической связи. По словам Артёма Оганова, соавтора исследования и руководителя Лаборатории дизайна материалов Сколтеха, их метод помогает лучше понять, как заряд атомов влияет на свойства материалов.

Исследование также выявило неожиданный случай с фосфидом бора, который противоречит традиционному пониманию химических связей. Оганов отметил, что в этом соединении атомные заряды оказались перевёрнутыми: несмотря на то, что фосфор более электроотрицателен, в результате кристаллической структуры бор получает частично отрицательный заряд. Этот феномен объясняется тем, что энергетические «жертвы» в виде переноса электронов позволяют создать более прочные ковалентные связи, что выгоднее с точки зрения энергии.

Метод, разработанный учёными, основан на функциях Ванье, которые описывают химическую связь через электронные орбитали, близкие к атомным. Он позволяет неэмпирическим путём выделять ковалентные и ионные компоненты связи. Эта технология может изменить подход к изучению химических соединений, позволяя глубже понять их свойства и поведение.