Гипотетический цеолит
Гипотетические цеолиты представляют собой комбинаторные модели потенциальных структур минералов, известных как цеолиты . Это четыре регулярных периодических графа , вершины которых представляют тетраэдрический атом (обычно Si или Al), а ребра — мостиковые атомы кислорода. Альтернативно, игнорируя тетраэдрические атомы, цеолиты можно представить в виде шестивалентного периодического графа атомов кислорода, где каждое ребро OO определяет ребро тетраэдра.
В настоящее время известны миллионы гипотетических цеолитовых каркасов. Для любого фиксированного числа вершин это небольшая часть возможных 4-регулярных периодических графов, поскольку геометрические ограничения, налагаемые химией цеолитов, исключают большинство возможностей.
Методы перечисления
[ редактировать ]Существует несколько методов подсчета цеолитовых каркасов. Метод Эрла и др. [ 1 ] использует имитацию отжига для размещения фиксированного числа тетраэдрических атомов при ограничениях периодической симметрии. Метод Трейси и Ривина [ 2 ] использует комбинаторное перечисление для идентификации четырехвалентных графов при фиксированной симметрии и фиксированном количестве тетраэдрических атомов. Затем следует имитация отжига, встраивание графа-кандидата в трехмерный тор . Оквиг и др. [ 3 ] мозаичные многогранники для заполнения пространства и создания четырехвалентных графов.
Открытые вопросы
[ редактировать ]Открытых вопросов много, среди них:
- Почему существует такое большое расхождение между количеством гипотетических цеолитов и количеством цеолитовых каркасов, наблюдаемых в природе?
- Можно ли предсказать пористую структуру гипотетического цеолита только по его периодическому графику? [ 4 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эрл, диджей; Дим, М.В. (2006). «К базе данных гипотетических цеолитовых структур». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 45 (16): 5449. doi : 10.1021/ie0510728 .
- ^ Ривин, И. (2006). «Геометрическое моделирование: урок виртуальных цеолитов». Природные материалы . 5 (12): 931–2. Бибкод : 2006NatMa...5..931R . дои : 10.1038/nmat1792 . ПМИД 17139305 . S2CID 38380947 .
- ^ Оквиг, Северо-Запад; Дельгадо-Фридрихс, О.; О'Киф, М.; Яги, ОМ (2005). «Ретикулярная химия: возникновение и таксономия сетей и грамматика для проектирования каркасов». Отчеты о химических исследованиях . 38 (3): 176–82. дои : 10.1021/ar020022l . ПМИД 15766236 .
- ^ Фостер, доктор медицины; Ривин, И.; Трейси, MMJ; Дельгадо Фридрихс, О. (2006). «Геометрическое решение проблемы наибольшей свободной сферы в цеолитовых каркасах». Микропористые и мезопористые материалы . 90 (1–3): 32–38. дои : 10.1016/j.micromeso.2005.08.025 . S2CID 93782941 .