MS文献晶体参数建模实例

1、五五. . 处理分子晶体：尿素 目的: 介绍晶体建模工具 模块: Materials Visualizer 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. 1. 打开分子晶体文档 2. 2. 计算氢键 3. 3. 调整晶胞显示的范围 4. 4. 改变晶胞显示风格 5. 5. 检查urea晶体中氢键的连接1

2、. 打开分子晶体文档 * File / Import，打开输入结构对话框。 * Examples / Documents / 3D Model / 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。27 65 4 31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 / Hydrogen Bonds，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Ato

3、m and Bond 工具栏上，使用Calculate Hydrogen Bond 按钮 来进行计算。* 单击 ，关闭Hydrogen Bond Calculation 对话框。123 4作业作业2：什：什么是氢键？么是氢键？3. 3. 调整晶胞显示的范围 在urea的3D viewer上单击右键，在快捷菜单中打开Display Style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。 3 214. 改变晶胞显示风格 在Lattice 栏中，选择None，关闭对话

4、框，将去除晶胞边界线。5. 检查urea晶体中氢键的连接*单击 Reset View 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urea3D viewer上按右键，或用 连续旋转晶胞。* 用 关闭 urea.xsd ，按 save保存。Up key六六. 构造石英晶体 目的: 介绍晶体建模工具 模块: Materials Visualizer 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

5、些Materials Studio晶体建模的功能。内容 1. 1. 建立石英晶体 2. 2. 加入硅原子和氧原子 3. 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 3D Atomistic ，然后单击 OK 按钮，打开一个新的3D Viewer 。* 在Project Explorer 中，新的3D Viewer 是 3D Atomistic.xsd 。选中 3D Atomistic.xsd，按右键， 选择 Rename ，键入 my_quartz_alpha ，按ENTER 完成命名。162 354* 选择 File / Save ，

6、这样就在my quickstart project 中建立了一个名为my_quartz_alpha.xsd 的 3D Atomistic 文档。* 在新建的my_quartz_alpha.xsd my_quartz_alpha.xsd 3D 文档中，从BuildBuild 菜单选择CrystalCrystal下的 Build Crystal.Build Crystal.，打开相关的晶体模建对话框。在Space GroupSpace Group 栏中，选择 Enter GroupEnter Group，输入P3221，并且按下TabTab 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

7、该空间群的序号，也可以直接输入该序号。* 在Lattice Lattice ParamentersParamenters 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。1234 56 8 79 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Add Atom。此

8、选项会打开Add Atom 对话框，也可以在Atom and Bond 工具栏上单击Add Atoms按钮 ，打开Add Atom 对话框。 进入Options 栏，确认Test for bonds as atoms are created 被选中。当该选项被选中的时候， Materials Studio 会在晶体建造过程中，自动产生相应的键。 Materials Studio也有一个通用的Bond Calculation 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Coordinatie Sy

9、stem 是Fractional。12打开Add Atom 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 23465 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。3214 321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。25 4 317 63. 对比石英晶体结构的两种版本 下面对比

10、Materials Studio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 / 3D Model / quartz_alpha.msi，单击import按钮。 Project Explorer中出现quartz_alpha.xsd文档。* 按住Ctrl键，选中所有的O原子。 在quartz_alpha.xsd的3D Viewer上单击右键，选中Display Style，将O原子的颜色改为* 同样，按住Ctrl键，选中所有的Si原子。 在quartz_

11、alpha.xsd的3D Viewer上单击右键，选中Display Style，将Si原子的颜色改为* 从Windows 菜单中选择Tile Vertically 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Display Style ，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。* Materials Studio 提供了 3D A

12、tomistic Collection documents ，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 New Document 对话框，选中 3D Atomistic Collection ，单击 OK 按钮。* 在 Project Explorer中，选中 my_quartz_alpha.xsd ，单击右键，选择 Insert Into 。则my_quartz_alpha.xsd 结构出现在3D Atomistic Collection.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3D Atomistic Collection.xod中。* 在3D Atomistic Collection.xod中， 可用键盘上的上、下、左、右键转动这个重叠结构，从