SCIENTIFIC EDUCATIONAL CENTER science idea

Certificate of registration of mass media ЭЛ № ФС 77 - 78868 issued by Roskomnadzor on 07.08.2020

"Мой друг, Отчизне посвятим
Души прекрасные порывы!"

(А.С. Пушкин)

Researchers from Skoltech, Ural Federal University and the M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences presented a fundamental theoretical description of the important properties of chemical bonding in materials, suggesting a way to determine atomic charges and isolate ionic and covalent components in the energy of chemical bonding. The scientists' conclusions serve as a convincing justification for the traditional concepts of chemical bonding based on the concept of electronegativity. However, in the course of the study, an anomalous case in the form of a semiconductor compound, boron phosphide, was also revealed that contradicts chemical intuition. The results of the study are published in The Journal of Chemical Physics. Since the beginning of the 20th century, scientists have been trying to explain the properties of molecules and crystals through chemical bonding — the property of atoms to attract each other due to the redistribution of external electrons. It has been found that there are different types of connections. For example, in a covalent bond, two atoms share a common electron pair, which holds them together. Subsequently, it turned out that there could be more than two atoms. Such a bond between many atoms is called metallic. The opposite case is also known, when two atoms can have two or more common electron pairs. In the case of a covalent polar bond, the total electron pair shifts towards a more electronegative atom, and then two oppositely charged ions are formed, which are held together by an ionic bond. "Consider the bond that holds atoms together in a material. Most of the properties of this material will depend on the degree of covalence or ionization of this bond, or in other words, on the charges of atoms," says co—author of the study, head of the Skoltech Materials Design Laboratory, Honored Professor Artyom R. Oganov. "The problem is that over the last century, so many ways to determine atomic charges have been proposed that scientists have not yet come to a consensus on how best to do this and which numerical values of the charge are considered correct." There are a number of approaches in which the atomic charge is determined through the properties of a material that can be measured, for example, the amount of energy spent on breaking a bond. Other approaches are based on the use of the mathematical operation of integrating the distribution of electron density over the volume of an atom, but even in this case, an unambiguous definition has not yet been found. There are also several approaches that use the wave functions of atoms — the basic characteristics of atoms in problems of quantum mechanics. There are also many ways to analyze the wave function, which cannot be measured directly in an experiment. "Our method, the main creator of which is the classic of modern solid state physics Vladimir Anisimov, uses a formal mathematical description of the so—called Vanier functions, which allow us to describe the chemical bond in a crystal or molecule based on electronic orbitals as close as possible to atomic ones," adds Professor Oganov. "Using our method, it is possible to determine atomic charges in a non-empirical way and isolate covalent and ionic components in the binding energy. The results obtained are in good agreement with chemical intuition. The only exception was the crystal of boron phosphide, whose atomic charges turned out to be inverted." It is known that a similar inversion pattern is observed in a carbon monoxide molecule consisting of one oxygen atom and one carbon atom. Since oxygen has a higher electronegativity than carbon, it is logical to assume that it will attract a common electron pair more strongly: oxygen will have a partially negative charge, and carbon will have a partially positive charge. However, in reality, the opposite is happening. A similar situation arises in the case of boron and phosphorus atoms forming a crystal of boron phosphide BP in a one-to-one ratio. Despite the fact that phosphorus is more electronegative than boron, the latter eventually receives a partially negative charge. Why is this happening? This phenomenon is explained by the fact that in both cases, the transfer of electrons, which is unfavorable from an energy point of view, makes it possible to obtain a stronger covalent bond, thereby more than compensating for energy losses. Due to the charge inversion, a very strong triple bond between oxygen and carbon is formed in the carbon monoxide molecule. If the atoms had not made this "energy sacrifice", then the bond would have been only double. In the same way, in boron phosphide, phosphorus gives one electron to boron, as a result of which these two atoms have four valence electrons, with which they create covalent bonds with their neighbors in the crystal structure. Otherwise, both boron and phosphorus would have only three bonds per atom, which is less advantageous from an energy point of view. Curiously, the charge inversion in boron phosphide was predicted twenty years ago in the so-called dynamic Born charges, which from a physical point of view have a completely different nature. The method proposed by scientists is universal, which means that it will help to better understand the nature of the chemical bond in a wide variety of chemical compounds. The research was supported by a grant from the Russian Science Foundation No. 19-72-30043. Image: In a crystal of boron phosphide, each atom has bonds with four neighboring atoms. In the absence of charge inversion, atoms would have only three bonds each. The authors of the study proposed a fundamentally new theoretical model that allows taking into account charge inversion. The image was created by the Deep Dream Generator neural network / provided by the Skoltech press service Information and image provided by the Skoltech press service Information taken from the portal "Scientific Russia" (https://scientificrussia.ru /)

Рекомендуем посетить:

Портал "Научная Россия"

Десятилетие науки и технологий

Научно-образовательный портал "Большая российская энциклопедия"

Медиатека издательства "Просвещение"

Российское военно-историческое общество

Русское географическое общество

Федеральный портал "Российское образование"

Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Российская электронная школа

Навигатор для современных родителей "Растим детей"

Проект "Школа Минпросвещения России"

Российская общественная инициатива

Официальный интернет-ресурс для информирования о социально-экономической ситуации в России (объясняем.рф)

Агентство национально значимых коммуникаций

Образовательный центр «Сириус»

Национальный портал в сфере Искусственного интеллекта

Центр компетенций НТИ

"Водород как основа низкоуглеродной экономики"

Уважаемые коллеги!

_____В рамках подготовки обращений в Министерство науки и высшего образования Российской Федерации принимаем предложения по внесению дополнений и изменений в федеральные программы:

_____Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2030 годы, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года № 479, _____Федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 года №287.

_____Предложения принимаются на электронную почту sci-idea@mail.ru

АКТУАЛЬНО

_____Научно-образовательный центр принимает предложения по внесению изменений в Федеральный закон "О проведении эксперимента по установлению специального налогового режима "Налог на профессиональный доход" от 27 ноября 2018 года № 422-ФЗ в части улучшения условий самозанятости для педагогических работников в целях подготовки и направления обращения в Министерство труда и социальной защиты Российской Федерации.

_____Предложения принимаются как в виде официальных писем от юридических лиц, так и в свободной форме от физических лиц на электронную почту sci-idea@mail.ru.

_____Приглашаем принять участие в Международном конкурсе научно-исследовательских работ «EDUCATION AND SCIENCE – 2026» (далее – Конкурс). Организацию и проведение Конкурса осуществляет научно-образовательный центр «Science Idea» (далее – научно-образовательный центр).

_____Конкурс проводится в заочной форме.

_____В Конкурсе могут принять участие учащиеся школ и организаций дополнительного образования, студенты организаций среднего профессионального образования, студенты и аспиранты организаций высшего образования, дипломированные специалисты (преподаватели, сотрудники организаций).

_____Автором 1 научно-исследовательской работы может быть только 1 человек. Каждый участник может представить неограниченное число работ.

_____Научно-исследовательская работа, представленная участником, может быть выполнена под руководством руководителя, либо может быть выполнена участником самостоятельно без руководителя.

_____Для участия в Конкурсе оплачивается организационный взнос в размере 600 рублей за 1 научно-исследовательскую работу (реквизиты для оплаты указаны в Положении о Конкурсе).

_____Приём материалов на Конкурс осуществляется с 1 декабря 2025 г. до 30 декабря 2025 г. (включительно) на электронную почту sci21@mail.ru (контактное лицо – Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453).

_____Подведение итогов Конкурса состоится 14-16 января 2026 года.

_____Результаты Конкурса будут опубликованы на официальном сайте научно-образовательного центра https://sci-idea.ru/ (на главной странице в разделе «Актуально») 19 января 2026 года.

_____По итогам конкурса определяются победители (I место), призёры (II место и III место). По решению жюри призовое место может быть присуждено одновременно двум участникам.

_____Каждый участник за каждую представленную им работу награждается дипломом, руководителю за каждую работу, подготовленную под его руководством, вручается благодарность.

_____Дипломы и благодарности в электронном цветном варианте (скан-образы) направляются на электронную почту, указанную в заявке на участие в Конкурсе.

_____Контактные данные: sci21@mail.ru (Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453, страница в социальной сети https://vk.com/id323023447).

_____Скачать Положение о Конкурсе.

_____Примечание: из суммы организационных взносов будет осуществлена оплата работы жюри, работ по оформлению дипломов и благодарностей.

_____Национальные проекты России

_____Россия — страна возможностей

_____Российский союз ректоров

_____Стартовал приём заявок на создание новых молодёжных лабораторий

_____Российский научный фонд

_____Российский фонд фундаментальных исследований

_____Фонд перспективных исследований

_____Российский форум «Микроэлектроника»

_____Большая конференция "ПРИОРИТЕТ — ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ЛИДЕРСТВО"

_____ТЕХНО НАСТАВНИКИ

Проект предполагает создание системы подготовки наставников из студентов инженерных направлений обучения для массового вовлечения детей и молодежи в приоритетные направления федерального проекта "Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации" национального проекта по обеспечению технологического лидерства "Средства производства и автоматизации"

_____Всероссийская олимпиада по искусственному интеллекту 2025

_____для учеников 8-11 классов и иностранных обучающихся

_____{ код будущего }

_____БЕСПЛАТНЫЕ КУРСЫ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ

_____Для школьников 8-11 классов и студентов колледжей

_____#C++ #Python #Python и анализ данных #1C программирование #SQL #Аналитика

_____Всероссийский агродиктант

_____Российское общество «Знание»

_____Всероссийский проект «Первые в науке»

_____Проект "Научная Вселенная Первых"

_____ЛЕДОКОЛ ЗНАНИЙ 2025

_____КОНКУРС КОМАНД ВУЗОВ ПО МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

_____ЕДИНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

_____ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ ПРИ МИНОБРНАУКИ РОССИИ

_____Академия Минпросвещения России

_____ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ОБЩЕСТВЕННО ЗНАЧИМЫЙ ПРОСВЕТИТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «ШКОЛА МЕЧТЫ»

_____ВСЕРОССИЙСКАЯ ПРЕМИЯ МОЛОДЁЖНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ «ВРЕМЯ МОЛОДЫХ»

_____Зимний университет по инженерным наукам

_____Движение Первых

_____НАУКА БУДУЩЕГО — НАУКА МОЛОДЫХ

_____«Обучение служением» — это уникальный образовательный подход, благодаря которому студенты и школьники реализуют проекты по решению реальных общественно значимых задач совместно с НКО, государством и бизнесом в рамках учебного процесса

_____Федеральные стажировки от Программы «ГосСтарт»

_____Научное волонтерство — инициатива Десятилетия науки и технологий

_____Единый доступ к образовательным сервисам и цифровым учебным материалам для учеников, родителей и учителей

_____Университетские смены – проект, который помогает школьникам и студентам колледжей определиться с выбором будущей профессии, а также получить ценный опыт и знания, которые пригодятся в дальнейшей учебе и карьере

_____Летний университет - знакомство иностранной молодежи с потенциалом российского образования

_____Платформа университетского технологического предпринимательства — проект, инициированный Минобрнауки России для поддержки и развития технологического предпринимательства и создания в стране высокотехнологичных стартапов на базе университетов

_____Программа Студтуризм

_____Программа "Горизонты возможностей": помощь иностранным выпускникам российских вузов найти работу в России или своей стране

_____Всероссийский конкурс научного творчества "Будущее Первых"

_____Федеральный конкурс "Научная Вселенная"

_____Всероссийский фестиваль RuCode

_____Открылась регистрация заявок на участие в Международном чемпионате по алгоритмическому программированию "РуКод". Состязание объединит школьников, студентов и специалистов. Подать заявку можно на Портале государственных услуг Российской Федерации

_____Всероссийская научно-образовательная программа "Плавучий университет"

_____Проект «Стажёр Минобрнауки России»

_____Всероссийский проект "Школа наставничества"

_____Всемирный фестиваль молодёжи

_____Стартовал проект "Поколение медиа": молодые медийщики получат поддержку ведущих экспертов страны

_____Росмолодёжь приглашает к участию в форумах на платформе Росмолодёжь. Форумы

_____Стипендиат России

_____Президентский фонд культурных инициатив

_____Минпросвещения России обновило федеральный перечень учебников.

_____Приказ Минпросвещения России от 5 ноября 2024 года № 769
"Об утверждении федерального перечня учебников, допущенных к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования организациями, осуществляющими образовательную деятельность, и установлении предельного срока использования исключенных учебников и разработанных в комплекте с ними учебных пособий"

_____Приказы Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки

_____от 7 мая 2025 г. № 991 "Об утверждении состава участников, сроков и продолжительности проведения всероссийских проверочных работ в образовательных организациях, осуществляющих образовательную деятельность по образовательным программам начального общего, основного общего, среднего общего образования, а также перечня учебных предметов, по которым проводятся всероссийские проверочные работы в образовательных организациях, осуществляющих образовательную деятельность по образовательным программам начального общего, основного общего, среднего общего образования, в 2025/2026 учебном году",