Венгерские школьники показали молекулу-«тессеракт»

Доклад венгерской команды

Vladimir Korolev / IChTo

Команда школьников из Венгрии разработала структуру и предложила способ синтеза металлорганического соединения, напоминающего своим строением проекцию тессеракта — четырехмерного куба. Решение принесло будущим химикам победу на Международном химическом турнире (IChTo), состоявшемся на прошлой неделе на химическом факультете МГУ имени Ломоносова. Второе место заняла команда из Казахстана, третье поделили между собой команды из России и Великобритании. Об этом сообщает официальный сайт мероприятия.

Металлорганическими называют соединения, в которых помимо органического фрагмента есть атомы металла, причем эти атомы металла связаны с атомами углерода органической части. Они обладают огромным разнообразием форм — от сандвичевых структур, в которых металл зажат между двумя кольцами из углерода, до металлорганических каркасов: бесконечных периодических структур, напоминающих строительные леса. В ряде случаев — например, при разработке катализаторов — оказывается важным создание комплексов с заранее определенной геометрией.

Одно из заданий турнира было посвящено созданию металлорганического комплекса, структура которого повторяла бы топологию четырехмерного куба: шестнадцать вершин, каждая из которых связана с четырьмя другими. В одной из проекций четырехмерный куб выглядит как один трехмерный куб, находящийся внутри другого трехмерного куба, и связанный с ним восемью ребрами.

Венгерская команда (Rózsaszín Csillámpóni, что значит в переводе на русский «розовый единорог») выбрала именно эту задачу для доклада в финальном этапе турнира. В качестве основы для структуры участники выбрали кубический кластер Fe4N4, хорошо описанный в научной литературе. Чтобы нарастить вокруг него каркас второго куба авторы предложили нарастить органические лиганды одного типа на «азотные» вершины и другого — на «железные». На каждом из лигандов располагалось три «ветви». Из-за жесткости структуры ветви лигандов одного типа (остатки спиртов) оказывались рядом с ветвями лигандов другого типа (алкилгалогениды). На последнем этапе предложенного синтеза участники предложили скрепить между собой ветви разных типов.

В образовавшейся молекуле, как и в тессеракте, шестнадцать вершин, каждая из которых связана четырьмя связями с другими соседями. Всего в ней 32 ребра.

Кроме молекул-тессерактов в решениях задач турнира участникам требовалось предсказать цвет соединений сиборгия, выяснить, как зависит скорость заваривания чая от цвета и кислотности воды, предложить строение сильмарилов и объяснить их свечение, разработать краски из фильма «Плезантвиль», которые постепенно меняют свой цвет от оттенков серого к различным цветам. Полный список задач опубликован здесь.

В финал вышло три команды: из России (тульская «Оловянная чума»), Казахстана (карагандинский «Самрук») и Венгрии (Rózsaszín Csillámpóni). Решение задачи о сильмарилах тульской команды позволило ей занять третье место, школьники из Казахстана, описавшие метановое дыхание скакоан (раса из «Звездных войн») получили дипломы второй степени. Также дипломы третьей степени по результатам турнира были присуждены команде из Великобритании (Wellington College). Также в мероприятии приняли участие команды из Боснии и Герцеговины, Таиланда и Сербии.

Химические турниры — командные соревнования для школьников, они отличаются от олимпиад характером заданий. Если задачи олимпиад как правило имеют одно верное решение, то задачи турниров допускают несколько верных путей решения — или же могут не иметь решения вовсе. Подобные мероприятия проводятся в России уже больше семи лет, крупнейший из них Межрегиональный химический турнир. Аналогичные турниры есть по физике (Турнир юных физиков) и по биологии (Турнир юных биологов).

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.