MS文献晶体参数建模实例.ppt

五 处理分子晶体 尿素目的 介绍晶体建模工具模块 MaterialsVisualizer前提 已有一个project引言在工业制造过程的某些阶段 医药 农药 色素 染料 专用化合物以及爆炸物等都是晶体材料 对这些材料进行模拟 可以扩展我们对它们的认识 最终帮助我们控制其性质 例如溶解性 储藏期限 形态 生物药效率 颜色 抗震性 气压和密度等 在本练习中 我们将使用尿素作为一个简单的例子进行分子晶体材料的模拟 内容1 打开分子晶体文档2 计算氢键3 调整晶胞显示的范围4 改变晶胞显示风格5 检查urea晶体中氢键的连接 1 打开分子晶体文档 File Import 打开输入结构对话框 Examples Documents 3DModel urea msi 单击Import按钮 输入urea晶体的晶胞结构 注意 文件由 msi改为 xsd 2 7 6 5 4 3 1 计算完成后 氢键以蓝色的虚线显示 2 计算氢键 从菜单中选择Build HydrogenBonds 该操作会打开氢键计算对话框 注意 你可以使用不同的方案和键几何参数来计算氢键 可以产生并保存自己的方案 在这里 我们将使用默认的设置 单击Calculate按钮 注意 该计算也可以在AtomandBond工具栏上 使用CalculateHydrogenBond按钮来进行计算 单击 关闭HydrogenBondCalculation对话框 1 2 3 4 作业2 什么是氢键 3 调整晶胞显示的范围在urea的3Dviewer上单击右键 在快捷菜单中打开DisplayStyle对话框 点击Lattice栏 将Display部分沿X Y Z轴方向的最大晶胞数 Max 改为2 0 那么现在我们就可以得到一个2x2x2的尿素晶体了 更清楚地看到氢键 3 2 1 4 改变晶胞显示风格在Lattice栏中 选择None 关闭对话框 将去除晶胞边界线 5 检查urea晶体中氢键的连接 单击ResetView按钮 然后使用键盘上的上 下 左 右键 按照45 为单位旋转晶胞 观测氢键网络 也可在urea3Dviewer上按右键 或用连续旋转晶胞 用关闭urea xsd 按save保存 Upkey 六 构造 石英晶体目的 介绍晶体建模工具模块 MaterialsVisualizer前提 已有一个project引言对无机晶体材料进行建模是一个重要的领域 特别是对于有关的应用 例如多相催化剂的设计 如沸石催化剂 在石油 天然气探测中的矿物采样分析等 本教案通过构造 石英晶体 介绍一些MaterialsStudio晶体建模的功能 内容1 建立 石英晶体2 加入硅原子和氧原子3 对比 石英晶体结构的两种版本 1 建立 石英晶体 File New 在出现的对话框中 选3DAtomistic 然后单击OK按钮 打开一个新的3DViewer 在ProjectExplorer中 新的3DViewer是3DAtomistic xsd 选中3DAtomistic xsd 按右键 选择Rename 键入my quartz alpha 按ENTER完成命名 1 6 2 3 5 4 选择File Save 这样就在myquickstartproject中建立了一个名为my quartz alpha xsd的3DAtomistic文档 在新建的my quartz alpha xsd3D文档中 从Build菜单选择Crystal下的BuildCrystal 打开相关的晶体模建对话框 在SpaceGroup栏中 选择EnterGroup 输入P3221 并且按下Tab键进行确认 也可以从下拉菜单中选择该空间群 如果你知道该空间群的序号 也可以直接输入该序号 在LatticeParamenters栏中 在相应的地方输入Alpha石英的晶胞参数a和c a 4 910 c 5 402 注意 一旦选中了空间群 那么相应的晶胞参数b 和 就会依据群的限制 被自动设定 按下Build按钮 一个空的晶胞就会出现在文档中 关闭对话框 1 2 3 4 5 6 8 7 9 10 空晶胞 2 加入硅原子和氧原子由于已经定义好了晶体的对称性 只需要加入一个硅原子和一个氧原子 那么根据对称操作 会产生整个晶体的相应原子 从Build菜单中选择AddAtom 此选项会打开AddAtom对话框 也可以在AtomandBond工具栏上单击AddAtoms按钮 打开AddAtom对话框 进入Options栏 确认Testforbondsasatomsarecreated被选中 当该选项被选中的时候 MaterialsStudio会在晶体建造过程中 自动产生相应的键 MaterialsStudio也有一个通用的BondCalculation工具 可以从Build菜单中调用 该工具允许你选择 编辑并定义最佳的成健方案 在本例中 默认值就已经足够了 仍然在Options栏中 确认CoordinatieSystem是Fractional 打开AddAtom对话框 进入到Atoms栏中 从Element下拉菜单中选择Si 并输入相应的a b c数据 a 0 480781 b 0 480781 c 0 0 Si原子和其对称原子加入到晶胞内 1 2 3 4 6 5 同样的 我们可以加入氧原子 氧原子的参数为a 0 150179 b 0 414589 c 0 116499 氧原子和其对称原子加入到晶胞内 程序会自动计算并加入相关的键 3 2 1 原子加入后检查晶体对称性 序号没变 正确 若原子的分数坐标有误 对称性改变 3 对比 石英晶体结构的两种版本下面对比MaterialsStudio结构数据库中的Alpha石英晶体和自构造的Alpha石英晶体 按下列路径输入数据库中的Alpha石英晶体 File Import Examples Documents 3DModel quartz alpha msi 单击import按钮 ProjectExplorer中出现quartz alpha xsd文档 从Windows菜单中选择TileVertically将两个结构横向平铺 转动方向 使二者取向尽可能相近 以便比较结构 由右图可见 晶胞外有O原子 在my quartz alpha xsd上打开DisplayStyle 在Lattice栏中 从Style下拉菜单中选择In Cell 则晶胞外的原子都会被去除 两个结构现在都以同一格式显示 注意 也可以使用Build菜单下的Crystal的Rebuild命令来进行 MaterialsStudio提供了3DAtomisticCollectiondocuments 在这样的文件中 可以显示几组原子或分子 组与组之间无作用 用于晶体与晶体之间 分子与分子之间结构的比较 File New 打开NewDocument对话框 选中3DAtomisticCollection 单击OK按钮 在ProjectExplorer中 选中my quartz alpha xsd 单击右键 选择InsertInto 则my quartz alpha xsd结构出现在3DAtomisticCollection xod中 对quartz alpha xsd重复此操作 这样my quartz alpha xsd和quartz alpha xsd两个结构都出现在3DAtomisticCollection xod中 在3DAtomisticCollection xod中 可用键盘上的上 下 左 右键转动这个重叠结构 从多个角度观察二者是否重合 由下图可见 两个版本的结构一致 同样 将my quartz alpha xsd和TON xsd两个结构都放在3DAtomisticCollection xod中 由下图可以看出 二者结构不重合 保存文件File SaveProject关闭窗口Window CloseAll MaterialStudio5 5入门实例 以NaCl为例