Scienziati russi e tedeschi hanno fatto luce sulla struttura cristallina della calaverite, predicendo l'esistenza di un nuovo composto d'oro precedentemente sconosciuto ai chimici. I risultati del loro studio sono stati pubblicati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Un tellurite d'oro con la formula chimica AuTe ₂ mostra un'elevata modulazione nelle posizioni degli atomi di oro e tellurio nei suoi cristalli. Ciò significa che il reticolo cristallino della calaverite non può essere spiegato dalla legge di Haüy, che descrive i cristalli della maggior parte dei minerali. La calaverite e altri cristalli incommensurabili sono stati a lungo un mistero per i cristallografi. Negli anni '70, gli scienziati hanno trovato un modo per descrivere le loro strutture utilizzando lo spazio 4-D invece del consueto spazio 3-D nei loro calcoli. Però, i ricercatori sono stati all'oscuro delle ragioni dello strano comportamento dei cristalli di calaverite.

Gruppi di ricerca dell'Istituto RAS di fisica dei metalli (guidati dal professor Sergey Streltsov), l'Università di Colonia (guidata dal professor Daniil Khomsky), Skoltech e l'Istituto di tecnologia fisica di Mosca (MIPT) (guidato dal professor Artem Oganov) hanno svelato il mistero dei cristalli incommensurabili di calaverite, acquisire informazioni sugli spettri elettronici ottenuti negli esperimenti e sulla loro capacità superconduttiva creata dalla pressione o dagli additivi.

"Il semplice ragionamento suggerisce che l'oro dovrebbe essere bivalente in questo composto più o meno allo stesso modo in cui lo è il ferro in FeS ₂ , noto come "oro degli sciocchi". Qualsiasi chimico sa che l'oro bivalente è estremamente instabile e tende a diventare monovalente e trivalente, ma c'è il problema:primo, 3+ è una valenza troppo alta. Secondo, non c'è modo di posizionare l'oro monovalente o trivalente (supponendo che esista in primo luogo) sul reticolo triangolare della calaverite con lo schema che si ripete in ogni direzione. Perciò, la natura detta il compromesso modificando dolcemente la valenza dell'oro nel cristallo. L'ambiente del tellurio risponde al cambiamento e questo si traduce in bizzarri reticoli cristallini, " spiega Sergey Streltsov

Gli scienziati si sono anche affidati all'USPEX, un algoritmo evolutivo avanzato creato da Artem Oganov e utilizzato intensamente dai cristallografi di tutto il mondo per prevedere tutti i tellururi stabili noti dell'oro e un nuovo tellururo, aut, sconosciuto fino ad ora.

"C'è una bella storia dietro la calaverite. A parte il suo marcato impatto sulla corsa all'oro, il minerale è stato per decenni un mal di testa e un grande paradosso per i cristallografi. Più a fondo hai scavato in esso, più nuove domande sono emerse. Il nostro team è riuscito ad intrecciare tutte le stranezze della calaverite all'interno di un semplice modello, così gli sperimentatori possono ora cercare il nuovo composto che avevamo previsto, aut, che sono sicuro è pieno di nuovi enigmi, " afferma il professore di Skoltech e MIPT Artem Oganov.