Wetenschappers uit Rusland en Duitsland hebben licht geworpen op de kristallijne structuur van calaveriet, het bestaan ​​van een nieuwe goudverbinding voorspellen die voorheen onbekend was bij chemici. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Een gouden telluriet met de chemische formule AuTe ₂ vertoont een hoge modulatie in de posities van goud- en telluriumatomen in zijn kristallen. Dit betekent dat het kristalrooster van calaveriet niet kan worden verklaard door de wet van Haüy, die de kristallen van de meeste mineralen beschrijft. Calaverite en andere onevenredige kristallen zijn lange tijd een mysterie geweest voor kristallografen. In de jaren zeventig, wetenschappers hebben een manier gevonden om hun structuren te beschrijven met behulp van 4D-ruimte in plaats van de gebruikelijke 3D-ruimte in hun berekeningen. Echter, onderzoekers hebben geen idee gehad van de redenen voor het vreemde gedrag van calaverietkristallen.

Onderzoeksteams van het RAS Institute of Metal Physics (onder leiding van professor Sergey Streltsov), de Universiteit van Keulen (onder leiding van professor Daniil Khomsky), Skoltech en het Moscow Institute of Physics Technology (MIPT) (onder leiding van professor Artem Oganov) hebben het mysterie van onevenredige calaverietkristallen gekraakt, het verkrijgen van inzicht in de elektronische spectra verkregen in de experimenten en hun supergeleidend vermogen gecreëerd door druk of additieven.

"De simpele redenering suggereert dat goud tweewaardig zou moeten zijn in deze verbinding op vrijwel dezelfde manier als ijzer in FeS . is ₂ , bekend als "fool's gold." Elke scheikundige begrijpt dat tweewaardig goud extreem onstabiel is en de neiging heeft om eenwaardig en driewaardig te worden. maar daar zit de kneep:ten eerste, 3+ is een te hoge valentie. Tweede, er is geen manier om eenwaardig of driewaardig goud (ervan uitgaande dat het in de eerste plaats bestaat) op het driehoekige rooster van calaveriet te plaatsen, waarbij het patroon zich in elke richting herhaalt. Daarom, de natuur dicteert het compromis door de valentie van goud in het kristal soepel te veranderen. Tellurium's omgeving reageert op de verandering en dit resulteert in bizarre kristalroosters, " legt Sergey Streltsov uit

De wetenschappers vertrouwden ook op de USPEX, een geavanceerd evolutionair algoritme gemaakt door Artem Oganov en intensief gebruikt door kristallografen over de hele wereld om alle bekende stabiele tellurides van goud en een nieuw telluride te voorspellen, AuTe, tot nu toe onbekend.

"Er zit een heel verhaal achter calaveriet. Afgezien van de duidelijke impact op de Gold Rush, het mineraal is al tientallen jaren een hoofdpijn en een grote paradox voor kristallografen. Hoe dieper je erin groef, hoe meer nieuwe vragen er kwamen. Ons team is erin geslaagd om alle eigenaardigheden van calaveriet te combineren in een eenvoudig model, dus onderzoekers kunnen nu jagen op de nieuwe verbinding die we voorspelden, AuTe, waarvan ik zeker weet dat het vol nieuwe raadsels zit, " zegt professor van Skoltech en MIPT Artem Oganov.