晶体结构解析与精修资料
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晶体的结构解析书
以下是一些关于晶体结构解析的推荐书籍:
1. "X射线晶体学"(Crystallography by X-ray Diffraction)- Walter Borchardt-Ott
这本书是晶体学的经典教材之一,深入讲解了晶体结构分析的理论和实践。
它涵盖了X射线衍射技术、晶体生长、晶体结构解析方法和工具等方面内容。
2. "The Basics of Crystallography and Diffraction" - Christopher Hammond
这本书是一个入门级别的晶体学教材,用简明易懂的语言介绍了晶体结构解析的基本原理和技术。
它讲解了晶体的对称性、晶体结构的表示和分析、晶体生长以及X射线和中子衍射等内容。
3. "Principles of Protein X-ray Crystallography" - Jan Drenth
这本书专注于蛋白质的X射线晶体学结构分析。
它涵盖了蛋白质晶体学的基本原理、数据处理方法、模型构建和结构解读等内容。
这本书适合那些对蛋白质结构和功能研究感兴趣的读者。
4. "Crystal Structure Analysis: Principles and Practice" - Alexander J. Blake
这本书向读者介绍了晶体学结构解析的基本原理和方法。
它涵盖了X射线晶体学、中子衍射和电子衍射等不同的结构解析技术,并讨论了解析不同类型晶体的策略和挑战。
这些书籍可以帮助你深入了解晶体结构解析的理论和实践,无论你是初学者还是想进一步提升研究水平,都会受益匪浅。
单晶的可视化结构解析与精修之Olex2软件的使用目录第1章前言1.1 Olex2简介1.2关于Olex2的安装、引用和更新1.3 Olex2的图形化界面1.4 文件的建立第2章晶体解析和精修2.1 前言2.2 打开结构2.3 解粗结构2.4 原子指认2.5 各项异性精修2.6 加氢2.7 精修权重2.8 历史记录2.9 结构整理原子重命名排序2.10其他问题第3章无序处理3.1 无序处理方法3.2 无序类型及实例第4章结构验证及画图4.1 完善CIF信息生成CIF文件4.2 结构验证4.3 生成图像第5章总论5.1 空间群转换5.2 如何用olex2画叠合图5.3 解析的合理性5.4 绝对构型的问题5.5 解析实例第1章Olex2介绍1.1 Olex2简介Olex2是由英国杜伦大学化学系Dolomanov教授开发的一款具有解析、精修、画图等多功能的可视化单晶解析软件。
软件基于Python语言,现在已更新至1.2.7版本。
Olex2具有美观的图形界面,可以用鼠标操作,使用方便快捷。
而Shelxtl 大多数时候只有一个黑洞洞的屏幕,且需要使用键盘输入命令,略繁琐。
Olex2具有方便的数据回滚功能,当进行多次尝试时可以直接回滚,无需手动保存。
Olex2扩展性强,可以方便调用多种解析和精修软件,而且可以直接调用platon。
Shelxtl只能使用自带的XS和XL软件。
Olex2自带多种实用工具,如solvent mask和twinning等。
Shelxtl所带的工具较少,仅有Xprep。
Olex2是一个免费且不断更新的程序。
本教程意在使大家熟悉Olex2视图画界面并使用该程序。
1.2关于Olex2的安装、引用和更新1.2.1安装首先需要到网站(这个网站现在需要注册)上下载Olex2的最新版本,推荐下载绿色版本,直接解压缩就可以使用,且32位系统下载32位版本,64位版本下载64位版本。
然后将压缩包解压,放置在一个没有中文路径名的文件夹里,如D:\c\olex2-win64中。
晶体解析与精修—其他文件name.res—结果文件(results file):xs、xl、refine产生的文件name.lst—列表文件(listing file):记录xs、xl、refine过程和结果的文件《Crystal Structure Refinement: A Crystallographer’s Guide to SHELXL》1一书中关于该文件描述摘录如下:A brief summary of the progress of the structure refinement appears on the console, and a full listing iswritten to a file name.lst, which can be printed or examined with any text editor. After each refinement cycle a file name.res is (re)written. The .res file is similar to the .ins file, but has updated values for all refined parameters. It may be copied or edited to name.ins for the next refinement run (Figure 1).Figure 1. File organization in SHELXL.《晶体结构精修——晶体学者的SHELXL软件指南》2一书中相关翻译如下:结构精修过程的简要总结会出现在命令行窗口,而完整的叙述则写入name.lst文件,该文件可用任意文本编辑器打印和检查。
每一轮精修后会产生name.res文件。
它与.ins文件相似,不过所有用于精修的参数都被刷新了。
name.res文件可以被拷贝或者编辑,保存成name.ins文件进入下一轮精修(Figure 1)。
用xshell进行晶体结构解析和精修本教程以Olex2软件自带的Co(II)的配合物为样本,其结构如下:一、打开应用程序双击“xshell.exe”打开xshell应用程序该程序初始界面如下图所示:二、打开晶体数据打开方式1:菜单栏File下拉菜单第一个菜单Load打开方式2:XShell Main Toolbar的第一个按钮打开方式3:快捷组合键“Ctrl+L”以以上三种方式中的任意一种点击Load,在弹出的对话框中选择要打开的文件,并打开该文件,如下图所示:打开后如下图所示,蓝色区域显示的是化合物的结构,右下角是Q峰条三、结构解析1.Q峰的显示将Q峰条处的“”用鼠标拉至最左端,让左边蓝色界面中的Q峰数目减少至0个,如下图所示:可以看到,系统默认固定下了中心金属Co,并将其命名为Co1,以及三个S原子,并将其命名为S2,S3,S42. 结构的放大与缩小在XShell Main Toolbar中最后有两个按钮,如上图所示,可以将蓝色界面显示的结构放大和缩小以便查看局部结构和全局结构3. 不相连结构的单独显示当结构中有不连在一起的多个单独结构时,可以只显示其中某个单独结构,比如当前状态下Co1是一个单独结构,S3是一个单独结构,S2-S4是一个单独结构。
比如我要显示S2-S4这个单独结构,可以将鼠标放在S2-S4结构中的任意原子或者键上,当鼠标变为白色十字时(如下左图所示),单击鼠标右键,在弹出的菜单(如下右图所示)中点击“Associate Connected Atoms”即可单独显示S2-S4独立结构:单独显示的S2-S4独立结构:在蓝色界面任意处单击鼠标右键,在弹出的对话框中点击“Disassociate Atoms”即可恢复至全局结构显示键长:将鼠标移动至某一个键(此处将鼠标移动至S2-S4键)上,在蓝色界面下方会有键长信息,如下图红色方框所示:原子信息:将鼠标移动至某一个原子(此处将鼠标移动至Co1)上,在蓝色界面下方会显示该原子的名称以及坐标信息5. 选择原子或键原子的选择:将鼠标移动至某个原子上,当鼠标变为白色十字时,单击鼠标左键,该原子及其名称会变成蓝色(如下左图所示),这表示该原子被选中键的选择:将鼠标移动至某个键上,当鼠标变为白色十字时,单击鼠标左键,该键会变成蓝色(如上右图所示),这表示该键被选中但原子或键被选中后,如果点击键盘上的“Delete”按钮,则被选中的原子或键会被删除。
单晶的可视化结构解析与精修之Olex2软件的使用目录1.1 Olex2简介1.2关于Olex2的安装、引用和更新1.3 Olex2的图形化界面1.4 文件的建立第2章晶体解析和精修2.1 前言2.2 打开结构2.3 解粗结构2.4 原子指认2.5 各项异性精修2.6 加氢2.7 精修权重2.8 历史记录2.9 结构整理原子重命名排序2.10其他问题第3章无序处理3.1 无序处理方法3.2 无序类型及实例第4章结构验证及画图4.1 完善CIF信息生成CIF文件4.2 结构验证4.3 生成图像第5章总论5.1 空间群转换5.2 如何用olex2画叠合图5.3 解析的合理性5.4 绝对构型的问题5.5 解析实例第1章Olex2介绍1.1 Olex2简介Olex2是由英国杜伦大学化学系Dolomanov教授开发的一款具有解析、精修、画图等多功能的可视化单晶解析软件。
软件基于Python语言,现在已更新至1.2.7版本。
Olex2具有美观的图形界面,可以用鼠标操作,使用方便快捷。
而Shelxtl 大多数时候只有一个黑洞洞的屏幕,且需要使用键盘输入命令,略繁琐。
Olex2具有方便的数据回滚功能,当进行多次尝试时可以直接回滚,无需手动保存。
Olex2扩展性强,可以方便调用多种解析和精修软件,而且可以直接调用platon。
Shelxtl只能使用自带的XS和XL软件。
Olex2自带多种实用工具,如solvent mask和twinning等。
Shelxtl所带的工具较少,仅有Xprep。
Olex2是一个免费且不断更新的程序。
本教程意在使大家熟悉Olex2视图画界面并使用该程序。
1.2关于Olex2的安装、引用和更新1.2.1安装首先需要到网站(这个网站现在需要注册)上下载Olex2的最新版本,推荐下载绿色版本,直接解压缩就可以使用,且32位系统下载32位版本,64位版本下载64位版本。
然后将压缩包解压,放置在一个没有中文路径名的文件夹里,如D:\c\olex2-win64中。
晶体结构显微分析整理资料考试范围一1.自然光和偏振光自然光:在垂直光波传播方向的平面内各个方向上都有等振幅的光振动偏振光:在垂直光波传播方向的某一个固定方向上振动的光波2.光性分类均质体:具有各向同性的介质、其光学性质不随振动方向变化非均质体(U+/-和B+/-):具有各向异性的介质、光学性质随振动方向变化3.一轴晶与二轴晶中级晶族只包含有一根光轴,称为一轴晶。
低级晶族包含有二根光轴,称为二轴晶4.突起与闪突起突起:单偏光镜下,不同的矿物由于与树胶的折射率值差异,表面显得高低不平的现象闪突起:单偏光镜下,转动物台,突起发生变化的现象5.正突起与负突起正突起:矿物折射率值大于加拿大树胶折射率值;负突起:矿物折射率值小于加拿大树胶折射率值。
6.消光与消色消光:矿物在正交偏光镜间呈现黑暗的现象;消色:当异名半径平行时,总光程差等于零,矿片变成灰黑色的现象7.Bxa与Bxo锐角等分线(Bxa):两个光轴之间的锐角等分线。
钝角等分线(Bxo):两个光轴之间的钝角等分线。
8.光轴与结晶轴光轴:光学系统的对称轴结晶轴:按一定法则在晶体中人为地选择的三根(或四根)坐标轴9.颜色与干涉色颜色:单偏光镜下矿物呈现的色彩,旋转物台,颜色的深浅和色彩都会发生变化干涉色:正交偏光镜下矿物切面所呈现的色彩,旋转物台亮度变化,但色彩不变10.一级白与高级白干涉色高级白干涉色:当R增大到五级或五级以上时,几乎接近各色光半波长的奇数倍,同时接近半波长的偶数倍时,形成类似于白色珍珠表面的亮白色一级白干涉色:R为0—560nm时形成的白色二1.光率体概念:是表示光波在晶体中传播时,光波的振动方向与相应折射率值之间关系的光性指示体。
I均质体光率体,形状为圆球体,切面为圆切面,特点:只有一个折射率值U一轴晶光率体,形状为以c轴为旋转轴的旋转椭球体,切面:垂直光轴切面是圆,平行光轴切面、斜交光轴切面是椭圆,圆切面只有一个折射率值,椭圆切面均发生双折射光性符号:Ne>No 正光性,如石英Ne<="">*直立轴是Ne,是非常光折射率值,水平轴是No,是常光折射率值B二轴晶光率体,形状为三轴不等椭球体,切面:垂直光轴的切面为圆切面,平行光轴的切面、垂直Bxa和Bxo的切面、斜交切面为椭圆,圆切面只有一个折射率值,椭圆切面均发生双折射Ng、Nm、Np代表这类矿物大、中、小三个主折射率锐角等分线Bxa ,钝角等分线Bxo,Ng—最大折射率值,Np—最小折射率值正光性: Ng-Nm>Nm-Np或 Bxa=Ng, Bxo=Np负光性: Ng-Nm<nm-np< p="">或 Bxa=Np, Bxo=Ng2.材料的光性分类体系均质体:具有各向同性的介质、其光学性质不随振动方向变化非均质体(U+/-和B+/-):具有各向异性的介质、光学性质随振动方向变化3.偏光显微镜的主要结构镜座(底座):马蹄形镜臂:弓形物台(载物台):水平转动的圆形平台,边缘有360°的刻度,配有两个弹簧夹和物台固定螺丝。
SHELX TutorialIntroduction关于此教程此教程的主要目的是介绍如何使用SHELX程序包,解析和精修一个小分子的晶体结构(少于200个非氢原子)。
我们推荐新手练习文档中的所有步骤。
步骤1-5中的所有的章节都遵循下注释:需要用户操作的使用蓝色背景。
其它文本部分用于解释图标以及重要的晶体学概念。
本教程中使用的案例典型的小分子结构通常是金属有机或者纯有机分子。
本教程中使用的是VitC 的衍生分子:内酯环上连接一个长烷基链。
本图显示的是最终原子结构的3D模型。
当然在你自己的操作过程中,可能会出现各种意想不到的事情。
程序和文件在结构精修过程中,我们会使用Shelxle去编辑RES文件,从而准备下一轮精修的INS文件。
RES文件和INS文件都可以使用任何文本编辑程序打开。
结构解析程序流程本教程主要是对于结构解析和精修的介绍。
前提是,X射线衍射实验已经完成,所有的衍射点数据都已经过指标化,还原和校正。
通常衍射仪将会产生包含衍射数据的hkl文件(通常是SHELX格式)以及用于结构解析.ins文件。
如果没有ins文件或者需要重新产生.ins文件,你也可以使用XPREP(BRUKER copyright)读取hkl文件,推断空间群并产生.ins文件。
尤其对于一些结构,必须使用XPREP 重新指标化HKL文件中的衍射点,从何和正确的空间群相一致。
比如本例子中的momo_unmerged.hkl.利用XPREP,我们可以确定数据的Laue群以及初始的空间群,并且产生下一步SHELXT需要的指令文件mono.ins以及相应的HKL文件 mono.hkl。
我们可以重新指标化HKL文件,也可以对分辨率做相应的截取。
在接下来的结构解析步骤中,新产生的HKL文件不会被进一步修改,之后所有程序中都会使用到该文件。
INS文件需要至少指定晶体结构中有哪些元素。
SHELXT程序用于解析相位,使用相位推断空间群,并且最大可能地根据电子密度图搭建初始模型。
晶体解析与精修—晶体学文件(CIF)name.cif—晶体学信息文件(Crystallographic Information File)CIF(Crystallographic Information File)1是Sydney R. Hall等人在1991年定义的基于STAR (Self-defining Text Archive and Retrieval)2格式的一个使用标准ASCII文本的文件,专门用来记录晶体相关信息。
《Crystal Structure Refinement: A Crystallographer’s Guide to SHELXL》3一书中关于该文件描述摘录如下:The interface between the crystallographer and author of a scientific publication involving a crystal structure on one side and the reader of this publication as well as electronic databases on the other side is the ‘Crystallographic Information File’ (also known as the .cif file) as introduced by the International Union of Crystallography (Hall et al. 1991).If the command ACTA appears in the header of an .ins file, SHELXL generates such a .cif file. ACTA automatically sets the BOND, FMAP 2, PLAN and LIST 4 instructions and ACTA cannot be combined with other FMAP or LIST commands. Torsion angles defined by CONF and hydrogen bonds defined by HTAB are also written into the .cif file, while quantities defined by RTAB and MPLA are only tabulated in the .lst file.《晶体结构精修——晶体学者的SHELXL软件指南》4一书中相关翻译如下:一方是晶体学家及包含某个晶体结构的科学出版作品作者,另一方是该出版作品的读者及电子数据库,两者之间的交互界面就是被国际晶体学联合会引入的晶体学信息文件(crystallographic information file),也就是所谓的.cif文件1。
SHELX TutorialIntroduction关于此教程此教程的主要目的是介绍如何使用SHELX程序包,解析和精修一个小分子的晶体结构(少于200个非氢原子)。
我们推荐新手练习文档中的所有步骤。
步骤1-5中的所有的章节都遵循下注释:需要用户操作的使用蓝色背景。
其它文本部分用于解释图标以及重要的晶体学概念。
本教程中使用的案例典型的小分子结构通常是金属有机或者纯有机分子。
本教程中使用的是VitC 的衍生分子:内酯环上连接一个长烷基链。
本图显示的是最终原子结构的3D模型。
当然在你自己的操作过程中,可能会出现各种意想不到的事情。
程序和文件在结构精修过程中,我们会使用Shelxle去编辑RES文件,从而准备下一轮精修的INS文件。
RES文件和INS文件都可以使用任何文本编辑程序打开。
结构解析程序流程本教程主要是对于结构解析和精修的介绍。
前提是,X射线衍射实验已经完成,所有的衍射点数据都已经过指标化,还原和校正。
通常衍射仪将会产生包含衍射数据的hkl文件(通常是SHELX格式)以及用于结构解析.ins文件。
如果没有ins文件或者需要重新产生.ins文件,你也可以使用XPREP(BRUKER copyright)读取hkl文件,推断空间群并产生.ins文件。
尤其对于一些结构,必须使用XPREP 重新指标化HKL文件中的衍射点,从何和正确的空间群相一致。
比如本例子中的momo_unmerged.hkl.利用XPREP,我们可以确定数据的Laue群以及初始的空间群,并且产生下一步SHELXT需要的指令文件mono.ins以及相应的HKL文件 mono.hkl。
我们可以重新指标化HKL文件,也可以对分辨率做相应的截取。
在接下来的结构解析步骤中,新产生的HKL文件不会被进一步修改,之后所有程序中都会使用到该文件。
INS文件需要至少指定晶体结构中有哪些元素。
SHELXT程序用于解析相位,使用相位推断空间群,并且最大可能地根据电子密度图搭建初始模型。