MS文獻晶體參數(shù)建模實例

1、五五. . 處理分子晶體：尿素 目的: 介紹晶體建模工具 模塊: Materials Visualizer 前提: 已有一個 project引言 在工業(yè)制造過程的某些階段，醫(yī)藥、農(nóng)藥、色素、染料、專用化合物以及爆炸物等都是晶體材料。對這些材料進行模擬，可以擴展我們對它們的認識，最終幫助我們控制其性質(zhì)，例如溶解性、儲藏期限、形態(tài)、生物藥效率、顏色、抗震性、氣壓和密度等。在本練習中，我們將使用尿素作為一個簡單的例子進行分子晶體材料的模擬。內(nèi)容 1. 1. 打開分子晶體文檔 2. 2. 計算氫鍵 3. 3. 調(diào)整晶胞顯示的范圍 4. 4. 改變晶胞顯示風格 5. 5. 檢查urea晶體中氫鍵的連接1

2、. 打開分子晶體文檔 * File / Import，打開輸入結(jié)構(gòu)對話框。 * Examples / Documents / 3D Model / urea.msi，單擊 Import 按鈕，輸入 urea晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。 * 注意，文件由 .msi 改為 .xsd。27 65 4 31計算完成后，氫鍵以藍色的虛線顯示。2. 計算氫鍵* 從菜單中選擇Build / Hydrogen Bonds，該操作會打開氫鍵計算對話框。* 注意，你可以使用不同的方案和鍵幾何參數(shù)來計算氫鍵，可以產(chǎn)生并保存自己的方案。* 在這里，我們將使用默認的設置，單擊Calculate按鈕 。* 注意，該計算也可以在Ato

3、m and Bond 工具欄上，使用Calculate Hydrogen Bond 按鈕 來進行計算。* 單擊 ，關閉Hydrogen Bond Calculation 對話框。123 4作業(yè)作業(yè)2：什：什么是氫鍵？么是氫鍵？3. 3. 調(diào)整晶胞顯示的范圍 在urea的3D viewer上單擊右鍵，在快捷菜單中打開Display Style對話框，點擊Lattice 欄，將Display 部分沿X、Y、Z 軸方向的最大晶胞數(shù)（Max）改為2.0。那么現(xiàn)在我們就可以得到一個2x2x2 的尿素晶體了，更清楚地看到氫鍵。 3 214. 改變晶胞顯示風格 在Lattice 欄中，選擇None，關閉對話

4、框，將去除晶胞邊界線。5. 檢查urea晶體中氫鍵的連接*單擊 Reset View 按鈕 ，然后使用鍵盤上的上、下、左、右鍵，按照45為單位旋轉(zhuǎn)晶胞，觀測氫鍵網(wǎng)絡。* 也可在urea3D viewer上按右鍵，或用 連續(xù)旋轉(zhuǎn)晶胞。* 用 關閉 urea.xsd ，按 save保存。Up key六六. 構(gòu)造石英晶體 目的: 介紹晶體建模工具 模塊: Materials Visualizer 前提: 已有一個 project引言 對無機晶體材料進行建模是一個重要的領域，特別是對于有關的應用，例如多相催化劑的設計（如沸石催化劑），在石油、天然氣探測中的礦物采樣分析等。本教案通過構(gòu)造石英晶體，介紹一

5、些Materials Studio晶體建模的功能。內(nèi)容 1. 1. 建立石英晶體 2. 2. 加入硅原子和氧原子 3. 3. 對比石英晶體結(jié)構(gòu)的兩種版本1. 建立石英晶體* File / New. ，在出現(xiàn)的對話框中，選 3D Atomistic ，然后單擊 OK 按鈕，打開一個新的3D Viewer 。* 在Project Explorer 中，新的3D Viewer 是 3D Atomistic.xsd 。選中 3D Atomistic.xsd，按右鍵， 選擇 Rename ，鍵入 my_quartz_alpha ，按ENTER 完成命名。162 354* 選擇 File / Save ，

6、這樣就在my quickstart project 中建立了一個名為my_quartz_alpha.xsd 的 3D Atomistic 文檔。* 在新建的my_quartz_alpha.xsd my_quartz_alpha.xsd 3D 文檔中，從BuildBuild 菜單選擇CrystalCrystal下的 Build Crystal.Build Crystal.，打開相關的晶體模建對話框。在Space GroupSpace Group 欄中，選擇 Enter GroupEnter Group，輸入P3221，并且按下TabTab 鍵進行確認。也可以從下拉菜單中選 擇該空間群；如果你知道

7、該空間群的序號，也可以直接輸入該序號。* 在Lattice Lattice ParamentersParamenters 欄中，在相應的地方輸入Alpha 石英的晶胞參數(shù)a 和 c ，a=4.910 ， c=5.402 。 注意，一旦選中了空間群，那么相應的晶胞參數(shù)b, , , 和 就會依據(jù)群的 限制，被自動設定。* 按下Build 按鈕，一個空的晶胞就會出現(xiàn)在文檔中，關閉對話框。1234 56 8 79 10空晶胞2. 加入硅原子和氧原子 由于已經(jīng)定義好了晶體的對稱性，只需要加入一個硅原子和一個氧原子，那么根據(jù)對稱操作，會產(chǎn)生整個晶體的相應原子。 從Build 菜單中選擇Add Atom。此

8、選項會打開Add Atom 對話框，也可以在Atom and Bond 工具欄上單擊Add Atoms按鈕 ，打開Add Atom 對話框。 進入Options 欄，確認Test for bonds as atoms are created 被選中。當該選項被選中的時候， Materials Studio 會在晶體建造過程中，自動產(chǎn)生相應的鍵。 Materials Studio也有一個通用的Bond Calculation 工具，可以從Build 菜單中調(diào)用，該工具允許你選擇、編輯并定義最佳的成健方案。在本例中，默認值就已經(jīng)足夠了。 仍然在Options 欄中，確認Coordinatie Sy

9、stem 是Fractional。12打開Add Atom 對話框 進入到Atoms 欄中，從Element 下拉菜單中選擇Si，并輸入相應的a、b、c 數(shù)據(jù)。a=0.480781, b=0.480781, c=0.0。 Si 原子和其對稱原子加入到晶胞內(nèi)。 1 23465 同樣的，我們可以加入氧原子。氧原子的參數(shù)為a=0.150179，b=0.414589，c=0.116499。氧原子和其對稱原子加入到晶胞內(nèi)，程序會自動計算并加入相關的鍵。3214 321原子加入后檢查晶體對稱性，序號沒變，正確。若原子的分數(shù)坐標有誤，對稱性改變。25 4 317 63. 對比石英晶體結(jié)構(gòu)的兩種版本 下面對比

10、Materials Studio結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的Alpha石英晶體和自構(gòu)造的Alpha石英晶體。 按下列路徑輸入數(shù)據(jù)庫中的Alpha 石英晶體， File / Import. / Examples / Documents / 3D Model / quartz_alpha.msi，單擊import按鈕。 Project Explorer中出現(xiàn)quartz_alpha.xsd文檔。* 按住Ctrl鍵，選中所有的O原子。 在quartz_alpha.xsd的3D Viewer上單擊右鍵，選中Display Style，將O原子的顏色改為* 同樣，按住Ctrl鍵，選中所有的Si原子。 在quartz_

11、alpha.xsd的3D Viewer上單擊右鍵，選中Display Style，將Si原子的顏色改為* 從Windows 菜單中選擇Tile Vertically 將兩個結(jié)構(gòu)橫向平鋪。轉(zhuǎn)動方向，使二者取向盡可能相近，以便比較結(jié)構(gòu)。由右圖可見，晶胞外有O原子。* 在my_quartz_alpha.xsd上打開Display Style ，在Lattice 欄中，從Style 下拉菜單中選擇In-Cell，則晶胞外的原子都會被去除，兩個結(jié)構(gòu)現(xiàn)在都以同一格式顯示。注意：也可以使用Build 菜單下的Crystal 的Rebuild 命令來進行。* Materials Studio 提供了 3D A

12、tomistic Collection documents ，在這樣的文件中，可以顯示幾組原子或分子，組與組之間無作用。用于晶體與晶體之間、分子與分子之間結(jié)構(gòu)的比較。* File / New. 打開 New Document 對話框，選中 3D Atomistic Collection ，單擊 OK 按鈕。* 在 Project Explorer中，選中 my_quartz_alpha.xsd ，單擊右鍵，選擇 Insert Into 。則my_quartz_alpha.xsd 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在3D Atomistic Collection.xod中。 對 quartz_alpha.xsd重復此操作。這樣my_quartz_alpha.xsd和quartz_alpha.xsd兩個結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)在3D Atomistic Collection.xod中。* 在3D Atomistic Collection.xod中， 可用鍵盤上的上、下、左、右鍵轉(zhuǎn)動這個重疊結(jié)構(gòu)，從