基础学习手册新手必备

MaterialsStudio快速⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2Visualizer模块快速⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11用第一性原理预测AlAs的晶格参数36CO分子在Pd(110)表面的吸附43Pd(110)面上的CO分子电荷密度变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55模拟CO_Pd(110)体系的STM61使用DMol3中的离域内坐标对固体进行几何优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯64LST/QST搜索过渡态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯69气体在聚合体中扩散的测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯聚合物与金属氧化物表面的相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯计算共存相之间的界面张力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯96运行简单MesoDyn模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯99使用粉末衍射图进行分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯指标化粉末衍射图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯117无机物的Rietveld精修⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯125使用ReflexPlus来解析3-氯-反-苯乙烯酸的结构133无机化合物FIN31的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Material打开并且观察3D右键AtomDisyStick：棍状模 stick：球棍模型。CPK： Disy:显示单个晶胞或者元胞Lattice:显示晶胞边界的风格。在3DView 绘制苯甲酰胺在菜单上选择New，并且选择3DAtomistic 在左侧的ProjectExplorer中，名称为3DAtomistic 择ReName进行改名并进行保存。在DisyStyle框中进行详细操作尺寸，可以在键盘上按下数字键3-8来改变环的大小。注意：可以使用Undo命令取消上一次操作。绘制氧原子或者可以在Sketch中选择ModifyElement按钮来直接改变原子类型。键的类型，同样的选项也可以在Modify菜单下的ModifyBondType中找到。将共轭结构转化为凯Build菜单中选择Bond，此选项将进行Bond计算工作。下拉菜单中选择Resonant或者Kekule，会将其转换为另一种对应结构。并且调整距离可以在MSModeling的Measure/Change中并调整原子间距离、角度和扭转角。观察并且处理研究表格文档StudytablesMSModeling的工作流中重要的一部分，这些文档(.sdf)都会以电子数据含字符串或者是3D分子模型。从File菜单中选择New，当打开框时选择StudyTable 在常规上选择New，甚至可以在Project框上单击右键选择New。ProjectExplorer中插入分子模ProjectExplorer中单击研究表格，使其成为当前文档，然后在要插入的文件名上单击右键，选择InsertInto。则修改后的结构会插入到表格的最后一行中。例如A（Esc键取消选择，然后单击QSARModels的Model按钮。在出现的框中选择ElementCount，同时按下Ctrl键可以选择多种性质。注意：进行ElementCount计算时默认选项为计算分子中碳原子的数量，要改变默认，请双击ElementCount条目，在弹出的框中Input部分选择要计算的元素，类似的操作于微软Excel中的函数功能。处理分子晶体 计算2.02x2x2的尿素晶体了。在该晶体中，各个原子的分建造Alpha石英3DBuildCrystalBuildCrystal...会打开相关的晶a=4.910c=5.402按下Build按钮，一个空的晶胞就会出现在文档中。Bond上单击相应的按钮。OptionsTestforbondsasatomsarecreated被选中。当该选项被选中的时OptionsCoordinatieSystemFractionalAtoms栏中，从Si原子和其对称原子加入到晶胞内。按下列路径输入Alpha石英晶体，Examples|s|3DModel|quartz_alpha.msi。从View按钮进行同步。使用键盘上的上、下、左、右箭头来观测两个结构在不同取向上的异建造多甲基异丁烯过热化学/MSModeling的聚合物模建功能来构造一个20元等规PMMA聚合用到更进一步的模拟以及结构和性质的建造等规 已经在软件中设置好了全同PMMA的全部所需参数，单击Build就可以产生一个新的Polymethyl_methacrylate.xsd20PMMASketch上的Clean按钮，将获得更合理的几何结构。Label。则标记对研究保存Project文件。最后从File菜单中选择SaveProject。 模块快:绘制简单分子介绍用于绘制链和环的绘制工具，编辑键级和元素类型并且绘制卟啉分子:显示如何片断并使用DisyStyle框:::使用层模建工具先是如何使用层模建工具来构造一个界面和金属-聚合物-:DiscoverAmporphousCell工作的时候，会生成具有不同文件名的不同文档。要使管理这些文档变得更简单，MSModeling有一个叫做本分为两个部分。第一部分描述了一个简单的Project，在这里你会看到如何执行处理Project是MSModeling中的一个基本部分，也是进行其它的参考部分。例子Project的示范性细目工作。在这个例子中，一个m-二甲苯已经被导入并进行了最小化，然后执行了动力算并对其进行了分析。现在对其进行细分来反映每一步在Project管理中的变化。Project中要建造并最小化第二个分子，那么你需要从根下找第二层文件树。生成新的Tools菜单中选Options...。在General栏中，确保EnableAutoSave被选中，且时间间隔为10分钟。保存工作，那么在重起之后就会有机会恢复当前Project最后一次自动保存时的文档。Options中选择FolderLocations。检查AutoSave文件夹的默认位置。输入MSModeling下的一些实际应用程序，需要生成一些文档进行处理。这可以计算之后出现了两个文档，一个叫做.xsd，另一个为.xcd。其中.xcd为图表文件。在之以保持ProjectExplorer整洁。单击ProjectExplorer中的Manager图标。该图表以蓝色显示，这时候NewFolder加入并重命名HTML在你工作的时候实验的注释或计算设置。HTML文档比文本文档更有用，它允许将文本导入到任何支持HTML的文字处理程序中，同时它也更容易进行共享。保存一个档的Project，并且想保存所选的文档，那么请从File菜单中选择Save。改变激活文使用激活是MSModeling中的一个非常重的经验。如果在工作区有很多文档打开，那工作区的激活窗口在ProjectExplorer中用灰色显示，而它所属的文件夹则用黑体表示。删除且选择Delete按钮就可以删除单个文档了。绘制选择绘制环工具，并在文档中绘制一个6元环。注意当你在绘制的同时按下Alt键，会绘以在任何一个碳原子上加入氧原子。在Sketch上单击SketchAtom按钮，在任意碳原ViewExplorerPropertiesExplorer管理器。在这里，我们PropertiesExplorer管理器，并在工作区用选择工具选中了某一个碳原子，在管理器C改变为N，那么这个原子将 相应的化合物。首先，须构造如下分子：的。SketchRing按钮来绘制一个五元环。绘制完成后，按下Shift，同时选择单个碳原Shift将变为选择模式，而不是进行绘制。要取消选择，请在按下Shift的同时单击空白区域取消选择。幕内沿着Y轴移动时，将绕X轴旋转)。按以上方法将片段放置为以下形式：编辑从DisyStyle中可以改变分子的显示模型，并可以改变相应的球、棍的半径大小。从DisyOption中可以改变整个文档显示的风格，包括背景色等。从File菜单中选择Export命令，在文件类型部分选择.Bmp，此时相应的Option选项被Bmp文件的高度和宽度。设置完成后选择相应的文件夹，并单击Save按钮。在本中，使用MSModeling中的对称性工具来构造有机金属化合物的两个首先我们要绘制其C1C2对称性，最MSModeling中可用的片断，在右侧显示了其相应的三维结构。模型可选择MetalTemtes点，并从中选取4coordinateTd。默认的金属中心是Fe原子，可Receundefinedatoms按钮来选择相应的元素。SketchFragment工LigandsCyclopentadienyl，并在两个氢原子上单击将氢原子变为环戊二烯Symmetry按钮。结果窗口显示当前对称性为C1。tolerance的下拉箭头，将0.10.01，可以继续缩小以得到正确的C1对称性。必须将rac中的值设定为相同值。PropertiesExplorer中，将扭转角的角度设定为相同值。在这里由于我们知道了扭转角的确定数值，因此只需要在Measure/Change按钮中选择Torsion工具来显示扭转角即可。完成后使用FindSymmetry工具来查找C2对称性。注意，在这里如果tolerance值选得过小，会对对称性的要求比较严格，产生C1对称性；如果选得过大，那么要求过低，可能会产生C2v对称性。片断库中选择加入到分子中，而不用再使用SketchAtom工具。下面此结构定义为片断。从SketchFragment中选择DefineFragment。在弹出的的Define将该氢原子定义为联结点。选择相应的片断库，并为该片断命名。完成后单击本示范了MSModeling如何帮助表面化学中的计算研究。包括了如何构造一个原剪切BoxPositionTop中向上的箭头一次，表面的顶端就会设置完成后单击Cleave按钮。其深度将其变为3D图形。构造超晶胞请在Dis yStyle的Lattice栏中，改变U、V的大小，形成一个3x3的表面。但是， Build菜单Symmetry选择SuperCell命令。SuperCell框出现。在这里可以设定新的超晶胞包括了原有单元在U、V方向上的用VacuumSlab功能将其转换为3D结构。从Build的Crystal中选择BuildVacuumSlab。弹出相应框。此框允许你指定在这里，真空的厚度从10.00增加到20.00，然后单击Build。Pt(111).xsd文件一层原子，我们可以改变其显示风格去除这层原子，方法为在DisyStyle的Lattice中，将Style设置为Original。Shift+Alt将分子移动到相CPK模型来进行显示，能够更清楚地进行观测。在定位甲烷分子建造均聚物选定标记为头原子的氢原子，并在框中按下HeadAtom按钮。该原子上出现蓝色PropertiesExplorer中，将文件改为期望的名称。从Build的BuildPolymers下选择Homopolymer。弹出均聚物框。选择CurrentProject。按下Build按钮。一个新的文档。因此，第一步就是要打开BlockCopolymer框。从Build的BuildPolymers下，选择BlockCopolymer。弹出的框包含三个部分：superunit选项。在Numberofsuperunit2，会出现两个连接在一起的嵌段聚合物。双击该重复单元会选中整个链。按下Shift和Alt，并按下鼠标右键可以将其分离开来。18%48%。当腈含量增加的时候，温度会相应的下降，但是对石油的抗力中丙烯腈和的比例为20:80。将环的长度设定为10到20。现在有两种方法增长聚合物链：Probabilities或者ReactivityRatios。Probabilities：Probabilities设定组分的。在本例子中，第一行表示，当聚合物末端是cis-butadiene的时候，cis-butadiene有30%cis-butadieneacrylonitrile70%的可能对于我们要求的组分比例为50:50来说刚好合适。丙烯腈)。输入完毕后按下Build按钮就可以得到合适的聚合物。说常常会有效的偏差。要保证20:80的比例，也可以在Polymerize栏中使用Concentrations选项。 也可以使用Dendrimer框一步就构造出许多层来，但是样板方帮助你观察建造过作为聚合物生长的；此外，需要在RepeatUnit部分指定重复单元，在Numberofgenerations1Build按钮可以得到相应的聚绘制结束后我们需要对结构进行整理。如果需要添加层，由于程序自动从Createa何构建晶体结构，设定一个CASTEP几何优化任务，然后分析计算结果。0.25,0.25)，晶格参数为5.6622Å.。在ProjectExplorer内，右击根 选择New|3DAtomistic 件重新命名为AlAs.xsd。Build|Crystals|BuildCrystal。BuildCrystal框显示出来。 3D3DAtomistic 元胞中，这描绘了AlAs结构的化学键的拓扑图像。右击结构文件，选择右击结构文件，选择 yStyle。在 栏上，选择Ballandstick选项。关闭此3DViewer内的晶体结构是传统元胞，显示了晶格的立方对称性。CASTEP使用晶格的完全Build|Symmetry|PrimitiveCell。Task改为GeometryOptimizationFine 变Updateinterval为30.0s，关闭 框 JobExplorer显示了所有正在运行的工作的状态。它显示了很多有用的信息，包括服务器和AlAs.xsd–AlAsTrajectory.xtd-AlAs.castep–AlAs0，但是压力的大小取决于晶格参数。这样，CASTEP就ProjectExplorerAlAs.castepEdit|Find.，输入“completedsuccessfully”，按下FindNext按钮。 PrimitiveCell。 Isosurface来如下显示出来Transparency通过DisyStyle框可以移走等密度面。 y f态的窄带，这与类似于自由电子能带的sp电子正好相反。DOSPDOS图表给出了材料的电子结构的一个快速定性图像，有时候它们可以直接和实信息包含在AlAs_BandStr.castep文件内。 CO分子在Pd(110)表面的吸的(1ML)。在1ML的覆盖率下，CO分子会相互排斥，这会防止CO分子垂直于表面。通过右击根选择New|FolderPdbulk。对Pd(110COmolecule,(1x1)COonPd(110)和(2x1)COonPd(110).。 Task中的Energy改为GeometryOptimizationMore…CASTEP OptimizeCellRun时候构建Pd(110)表面。ProjectExplorerPdCASTEPGeomOptPd.xsd文件。选择菜单栏里的Build|Symmetry|ConventionalCell。这就是Pd的优化后的结构。在ProjectExplorer内，右击CO分子文件夹选择New|3DAtomistic 。右击3DAtomistic.xsd，将此文件命名为CO.xsd，回车。a、bc8.00Build按钮。一个空的晶胞显示在3D文件中。Add AddAdd按下Add按钮。关闭 框在在 k-point设置由Medium。Run夹里的Pd.xsd。 ne(hkl)从-100改为11按下TAB键。把FractionalDepth提高至1.5。按下Cleave按钮，关闭 框个3D周期性系统当作输入文件。这可以通过使用VacuumSlab工具得到。Build|Crystals|VacuumSlab。把Vacuumthickness10.008.00Build 。在 View|Explorers|PropertiesExplorerx0.5y0.5Pd原子。注意该原子的z坐标值取决于XYZ的性质。Constraints。勾选上Fixfractionalposition，关闭Constraints。勾选上Fixfractionalposition，关闭 框 yStyle。在ColoringConstraint。现在这个3D模型文件如下所示： File|SaveAs...Pd(110)Save(1x1)COonPd(110)文件夹重复此操作，但是需要把文件名改为(1x1)COonPd(110)。选择File|SaveProject，然后thenWindow|CloseAll。 框选择选择 框里的 的值设为的值设为4，c的值设为1。关闭 框选择CASTEPCalculation 框中的Properties ，勾选上Densityofstates。勾选上CalculatePDOS，把k-point设置改为Medium.现在开始计算了。Youarereadytorunthe CO分子添加到1x1Pd(110)表面并优化此结构现在的工作对象是(1x1)CoonPd(110)文件夹内的结构。ProjectExplorer内，打开(1x1COonPd(110)文件夹内的(1x1)COonPd(110).xsd文件。现在把CO分子添加到短桥键位置的上方，现在需要根据实验事实来确定键的长度。第一步是添加碳原子。Pd-C键长(dPd-C表示)1.93Å。当使用添加原子工具时，可以用坐标，也可以用分数坐标，但是本例中，需要使用分数坐标，xCyCzC。xCyC0.50zCzPd-CzPd-Pd这两个距离计算得到。它的值大约是4.12Å，需要使用Latticeparameters把这个距离转换成分数长度。选选择菜单栏里的Build|AddAtoms选择 确认坐标系统是Fractional。选择 ，把ElementC。把a的值改0.0，b的值改0.5，c的值改0.382。按Add下一步是添加O原子。在在Add 标值相加，就得到O的分数z坐标值0.489。 选择File|SaveAs...。浏览到(2x1)COonPd(110)文件，把文件保存为(2x1)COonFile|SaveProjectWindow|CloseAllProjectExplorer内，打开(1x1)COonPd(110)文件夹内的(1x1)COonPd(110).xsd。ProjectExplorer内，打开(2x1)COonPd(110)文件夹内的(2x1)COonPd(110).xsdBuild|Symmetry|Supercell，把b2CreateSupercell按钮。关闭此对B分子中的O原子重复此操作，不同的是把它的X1.2。A分子中的O原子重复此操作，不同的是把它的X1.2。0.369。对B分子重复此操作。点击与Measure/Change工具相关联的选项箭头，选择Distance。点击A分子的C-O键。在PropertiesExplorerFilterDistanceDistanceproperty1.15Å。对B分子选择CASTEPCalculation 框上的Electronic ，按下More…按钮，选择k-points 改变Customgrid参数，把a的值改为2，b的值改为3，c的值改为1。关闭此 下Run按钮。Tocalculatetheseproperties,youneedtoextractthetotalenergiesfromCASTEPtextoutputsforeachsimulation.CTRL-FFinalEnthalpy。记录下该值。对其他体系重复此操作，找到总能量，一旦得到了这些能量，利用上面的那些就可以计算得到化学吸附能∆Echem和排斥∆Erep1.96eV~0.1eV接下来态密度的变化，对态密度的可以了解CO分子和Pd(110)面的成键机理。为 fsumView按钮。生成了一个显示了COPDOS的文件。对(2x1COonPd(110).xsd子态的能量显著地低于吸附在表面的CO分子。Pd(110)面上的CO分子电荷密度生变化的。本实例中的吸附在Pd(110)面上的CO分子的电荷密度的变化可以表示为：∆ρ=ρCO@Pd(110)-Σ打开(1x1COonPd(110)\(1x1)COonPd110CASTEPGeomOpt(1x1COonPd(110).xsd文件。Edit注意在模型(1x1)COonPd(110).xsdCO分子现在是加亮的，并且被标记为刚才设定的名称。不必定义Pd表面，因为CASTEP会自动假设剩下的原子在计算电荷密度差别的时在Set的性质列表里有一项叫做IsVisible。在在Edit 最后，在计算之前，一定要把结构的对称性重新设定为P1。CASTEP的框如下所示：选择Properties andsetsofatoms。打开(1x1COonPd110)CASTEPEnergy文件夹内的(1x1COonPd110).xsd选择CASTEP工具和其上的 isosurface，取消选择Useatomicdensities。按下Import按钮。densities的时候，电荷密度差是根据片断计算的。 yStyle在 y 现在用CreateSlices工具来创建二维切片。 CO分子。在在Color 框中，把Spectrum的值改为Blue-White-Red。把From的值设为-0.2，To0.2Bands16 定量信息。因此对STM图像的模拟提供了一种把计算结果和实验结果相比较的途径。CASTEP是通过计算电子等密度面来模拟材料的STM密度面仅由离开FermiFermiSTM实验所加的偏压：正偏压对应于被占态，而负偏压对应于空态。这个方法忽略了STM针头的实际形态。STM图的计算作特殊的选择，STMCASTEP计算所得到的调出“AdsorptionofCOontoaPd(110)surface打开(1x1COonPd(110)\(1x1)COonPd110CASTEPGeomOpt文件夹里的(1x1COonPd(110).xsd文件。 yStyle在 yResultsfileselector选择(1x1COonPd110).castepViewisosurface。把STM的偏压值设为1.0。按下Import。Style框来设置等密度面的更加合适的值。 y 框上的 选择菜单栏里的Modules|CASTEP| ysis。选择CASTEP ysis density。确认Viewisosurface没有勾选上。按下Import按钮。在Dis yStyle 框上，选择Isosurface 子密度。把Iso-value的值设为0.0015，按下TAB键。Fermi1eV于总电荷密度，红域包围了Pa原子，对应于高密度。然而，这些在实验中当然是看不见的。STM图的主体部分是在表面区域，那里的电荷密度很低，用蓝色表示。注意，氧原子极化了的p轨道对应于中等电荷密度。以用DisyStyle框来隐藏这部分的等密度面。在在 y TAB使用DMol3中的离域内坐标对固体进行几何Modeling的DMol3中，这个机制被扩展到周期性系统。要坐标方法高出2-5倍，而迪坐标方法是先在进行固态计算的标准方法。在这个指南中，利用DMol3的优化工具，使用离域内坐标方法对一分子筛结构 找到s\3DModel\CHA.xsd 点击工具栏上的DMol3按 选择Calculation，或者从菜单栏里选Module|DMol3|Calculation

Task下拖列表GeometryOptimizationFunctional设置LDAPWC改为LDA和VWN。GeometryOptimization的时候，More…按钮被激活，从而进行编辑这些值。默认的设置是Medium，包括以下内容：能量为2.0e-5的收敛设置，0,004/埃的最大应力设置，以及0.005埃的最大位移设置。QualityQuality设置为Medium，关闭DMol3Geometry 栏。在把k-pointset和Orbitalcuttoffquality分别设置为G 和Coarse点击按钮More…显示DMol3ElectronicOptions栏。点击OrbitalCutoff，可以看到orbitalcutoff设置的值为3.5埃。关闭栏。提示：可以通过点击More…按钮对SCF和k点电子算符参数进行更加精确的DMol3CalculationPropertiesProperties。。点击More…按钮来对计算任务进行选择，包括实时更新设置和控制计算结束时的任务现在可以运DMol3计算任务了。点击Run按钮。工作浏览器开始工作，包括了计算状态等信息。产生了一个名为status.txt的文件，里计算任务被名为CHADMol3GeomOpt。关闭ServerConsole。双击CHADMol3GeomOptCHA_hist.xtd文件。我们可以用Animation里的控制工具来浏览几何优化的历史进程。在Animationtoolbar上，点击 使用任务浏览器换到CHA.outmol界面，向下拖动文件寻找点击工具栏上的DMol3点击工具栏上的DMol3 FieldTotalDensityViewisosurfaceonimport被勾选。点击Import。 通过拖拽标尺改变Transparency。点击Dots按钮，然后换回到Solid按钮。把Transparency改回到初始值。onimport选项没有被勾选；点击Import按钮。当数据输入完成，关 栏右击鼠标，选择Dis yStyle；换到Isosurface 项箭头并选中DMol3electrostaticpotential。右击鼠标，选择ColorMaps。使用ColorMaps栏，我们可以改变颜色方案，所绘图的值以及显示的能带数目。MinimumMinimum。点击与to相关的right-arrow，选择 um我们可以从体积可视化内得到的体积可视化工具。CreateSlicesbuttonBest查看最大值和最小值在切面上的分布和具体区域，就需要再次使用ColorMap栏。点击与From相关的right-arrow并选择MappedMinimum。点击与To相关的right-arrow并选择MappedMean。改变SpectrumBlue-White-Red。有一些较大的最大值在这个网格区域，但这是不需要看到的，所以没有选择Mappedum，而选择了MappedMean。我们还可以使用ColorMaps栏对这些值进行选择点击那两条竖直的线，平均值以上的颜色就重新显示出来了。关闭ColorMaps 我们可以用Dis yStyle 栏里的Slice工具改变切面的显示方式。 y 用LST/QST搜索过是线性同步度越(linearsynchronoustransit,LST)和四极同步度越(quadraticsynchronoustransit,本例中，介绍DMol中的LST和QST工具的使用，将会看到使用LST/QST如何搜索H从乙烯醇转移到乙醛反应的过渡态结构。 的3D界面，构建反应物乙烯醇(vinylalcohol)。 下键盘上的ESC键。SHIFT键SHIFT键，点击碳-碳键SketchModifyBondType键，选择双键，从而把单键变成双键。点击别处，取消选择AdjustHydrogenClean按钮，拖动结构模型，使得和下图相似，以球钮，然后是孤立的H原子，以及亚甲基团中的C原子。然后又变成单键。点击一次Clean按钮。以通过DMol3的几何优化功能来完成。刚才指定了使用Hamiltonian和计算的精度水平。精度决定了使用的基组(basisset)和轨道cutoffDNDElectronic栏里检查这些参数的设置。现在需要优化结构 选 让让reactant.xsd成为当前工作文件。点击JobControl 。按下More…按钮，显示了 框。确认Updatestructure，Updategraphs和Updatetextualresults三被勾选上。关闭被勾选上。关闭JobControl选 框，点击Run按钮reactantDMol3GeomOptproductDMol3GeomOptreactant.xsdproduct.xsd文件中，计算的输出结果在reactant.outmol和product.outmol文件中。要关闭MaterialsVisualizer中的所有文件。关闭DMol3计算 文件夹中的reactant.xsd和product.xsd。使用里的反应预览(ReactionPreview)功能实现。从菜单条中选择Tools|ReactionPreview。反应预览(ReactionPreview)框如下显示。分别从Reactant和Product下拉树形图中的几何优化文件夹中选择reactant.xsd和product.xsd。按下Match…按钮。框里的1:C。点击AutoFind。来匹配剩下的没有配对的原子或者AutoFind。闭Find闭FindEquivalent 也是DMol3计算时所要求的输入条件。 以对这个文件进行DMol3计算；可以使用动画(Animation)工具条来轨迹文件。 把化学键控制(bondmonitoring)Build|Bonds并且勾选上化学键计算Monitorbonding。关闭框，按下动画工具条上的y按Note：reactant_product.xtd包含了DMol3需要的重要信息，第是反应物的，最后是 点击More…按钮显示DMol3过渡态搜索(DMol3TransitionStateSearch) 框。确认搜索协议(Searchprotocol)设置为CompleteLST/QST，精度为Medium。关闭DMol3Transition NoteLST/QST图显示在工作区。它们报告了计算状LST,QST,CG(conjugategradient，共轭梯度)。如果文件没有自动显示出来，双工作浏览器内的TS.xsd。TS.outmol。按下CTRLF，搜索能 Calculate从菜单中选择File|SaveProjectthenWindow|CloseAll。关闭Vibrational ysis 双击TS.xsd。在在DMol3Calculation LST/QST/CG优化后的过渡态1hartree627.51kcalmol-10.2kcalmol-1，因此优化后的能量势垒大约是52kcalmol-1. 模块：MaterialsVisualizer,Discover,COMPASS,AmorphousCell的时间尺度限制了计算，但还是可以用来熟悉相关的方法。本基于Charati和框 名相互作用和力。涉及力场的计算会用各种方法来计算非键参数，随所研究系统的尺度和类型而变化。不过对力默认的方法是原子级模拟，对库仑相互作用则是Ewald对某些聚合物，可以用一组原子而不是单个原子来近非键参数。这种方法叫作charge y 框中，把Colorbyoption改成ChargeGroup Discoverchargegoups来进行非键计算 现在任务浏览器显示出来了，并且在ProjectExplorer中创建了一个新 oxygenDiscoMin。 重复同样的过程，最小化的结果被返回到Polydimeth_siloxaneDiscoMin/Polydimeth_siloxane.xsd中。点击工具条点击工具条上的Save 按钮。从菜单栏中选择Windows|CloseAll。用Explorer打开最小化的结构oxygenDiscoMin/oxygenandPolydimeth_siloxaneDisco 在Constituentmolecules部分，点击Numbercellforoxygen，把它改为4。对Polydimeth_siloxane.xsd作同样操作，不过把数值改为8。Refineconfigurationsfollowingconstruct复选AmorphousCell构建了一个结构后，默认是把这个结构与组成分子列表中的第一个分子取相同的名字。本例中，你要把它改成cell。AmorphousCellConstructionSetupJobControl部分，不选上Automatic并在文本区域输入cell，点击Construct。包含不规则晶胞的轨迹文档cell.xtd。 ３．晶胞的弛豫。File|SaveProject，接着再从菜单栏中选取Windows|CloseAll。双击ProjectExplorer中cell.xtd。从菜单栏中选择Modules|Discover|Setup来显示Discover 关闭Discover 框ApplysettingstovdW&CoulombSummation关闭Discover 框点击工具条上点击工具条上的 按钮，然后从下拉列表中选择Minimizer。在 um cellDiscoMinNVENVT,NPT,NPH。字母含义要平衡一个准备进行扩散计算的晶胞，NPT系综是最好的选择。不过，本中采用最快的NVT系综。50ps来平衡晶胞。这与系统的大小有关。系点击工具条上点击工具条上的Save 可以用Discoverysis工具来分析的轨迹文档。之前，你运行了一个NVT系综，不过最好用NVE系综。因为就方法而言，NVE动力学不会被在在DiscoverMolecularDynamics 输出信息。关于分析函数需要什么样的轨迹输出可以参阅Discoverysisdialog帮助。 按钮 按钮一组来达到。要选取所有的氧原子，按住ALT键，双击其中一个。不过，如果一个氧原子在 把把SelectbyProperty改 从菜单栏中从菜单栏中选择Edit|EditSets。在Edit 框，点击New．按钮，输入名字点击点击OK按钮。关闭Edit 会显示Discoverysis框Addtolist 点击点击 框中的可用选项箭头选择oxygen点 yze关闭 DiscoverysiscellDiscoMeansquareddiscement，里面包含了文档cell.xcd，其中有氧原子的均方有均方位移的x-，y-和z-分量。在本次计算中你至于要前面两列。D limd rtrt i 6Ntdt曲线的斜率a。由于MSD的值已经对扩散原子数N作了平均，所以可以简化为：D=8x10-5cm2s-1之间(CharatiandStern,1998;Hofmannetal.,2000)。你的计算结果很可能Charati,S.G.;Stern,S.A."DiffusionofGasesinSiliconeHofmann,D.;Fritz,L.;Ulbrich,J.;Schepers,C;Boehning,M."Detailed-atomisticmolecularmodelingofsmallmoleculediffusionandsolutionprocessesinpolymericmembranematerials",Macromol.TheorySimul.,9,293-327(2000).上的Import按 。进入到s\3DBuild|Surfaces|CleaveSurface按钮。剪切表面（cleavesurface）框弹出。将将 ne(hakl)的值从-100改为012，并按下键盘上的Tab键 关关 系进行正确计算，需要在分配好力场后将Al-O键删除。 上单击Discover工 ，并选择Setup；或者可以从菜单上选择ModulesDiscover|SetupDiscoverSetup框出现 在在 框AlO原子间有键存在的情况下通过自动计算来正确反映体系的离子性。因此，需要告诉Discover程序，不要对已经指派的力场类型进行自动计算。Discover 框旋转模型将表面移动到上方。单击上的模型选择按钮。通过拖拽鼠标来选择选选择菜单上的Modify|Constraints。在Edit 框中，选中FixPositionPosition并关 框 上选择Discover工 ，然后选择Minimize或者从菜单上选择Modules 框Discover|MinimizerDiscoverAl2O3.xsd文件中，并出现在文 单击CreateSuperCell按钮，并关 框从2D改为3D。选择菜单上的Build|Crystals|BuildVacuum 在在项目管理器中，选择项目顶端。单 上的Import按钮。在 在可以使用3D绘制工具或者通过片断绘制工具来进行修改。按按 的下拉箭头，选中FragmentBrowse。在在项目管理器中，在Styrene.xsd名称上单击右键，选择Rename。将文件名称改为p-nitrostyrene。打开性质管理器，并且将Filter改为RepeatUnit。将name(名称)改为Build|BuildPolymers|Homopolymer 设置ChainLength为8。单击Build按钮，并关 框Polyp-nitrostyrene.xsd文件中，此聚合物的构象明显是不合理的。获得合理构象聚合物分子的一个途径是使用AmorphousCell 上选择AmorphousCell工 Modules|AmorphousCell|Construction。AmorphousCell模建框出现AmorphousCell模建 1CellType改为ConfineLayerAl2O3(012).xsd文档上双击鼠标左键以激活真空片层结构，单击鼠标右键选择LatticeParameters，注意a、b的值。现在返回polyp-nitrostyrene.xsd文档。v值相同的数值。AmorphousCellTargetdensityfofinalconfiguration数值设0.8CellParametersa14.27，b15.38AmorphousCellPolyp-nitrostyreneConstr的新文件夹出现。几分钟后计算结束，最后的无定Polyp-nitrostyrene.xtd轨迹文档中。作为无定形单胞模建的一部分，结NumberofConfiguration1个结构，那么在轨迹文档中会出现 Layer.xsd的新文档出现，包括有聚合物层、金属氧化物层和真空层。后继况下需要30ps以上的模拟时间，但是，受培训时间限制，我们只模拟0.5ps。由于表面预 Modify Discover|DynamicsStatus.txtCPU时间和完成的步数。当计算最终结束，最终结果会出现在.xtd文档中。 ction=Etotal-(Esurface+Etotal是表面和聚合物的总能量，Esurface是除去聚合物后表面的能量，Epolymer是除去表面 |Setup |Setup。在Energy PotentialEnergy（总势能。中 中或者从菜单选择Modules|Discover|Setup。在Energy 算结束后，在输出文档中查找TotalPotentialEnergy（总势能。在本中，会研究一个非常简单的油-水体系。水分子将会使用一个单独的珠 。使用单个W珠子来定义水分子，并使用八个O珠子来定义油分子。8WaterTopologyW1 。。 该将会使用到MesoDyn计算框中的默认值来运行一个简单的二聚体系统相分将会导致体系达到其平衡—层状相分离结构。该结果可以可以用2D3D图形来显示。 MesoDyn|CalculationMesoDyn MesoDynCalculation框,Setup部A4B4Beadtypes和MesoscalemoleculetypeMesoDynCalculation框,Species部Species部分允许研究者设置beadtypes和moleculartopology参数。尽管在本中会使用默认的MesoDyn二聚物体系，不需要作任何的修改，但在其他计算中，可以自己在 MesoDynCalculation框, ctions部。。MesoDynCalculation框,System部dimensions中将数值改为16X16X16。 50ns。Restartfileevery500。。。JobMesoDynCalculation框,JobControl部JobExplorer区域将会显示在界面上。两个图表视窗将会打开，显示文件名称为Energy.xcdOrderParameters.xsd。当前任务显示为tut_run。当任务结束后，状态将改变为Complete，并且计算结果会由服务器传送回客户端。许多计算结果将保存在tut_run下。tut_run.mtd文件包含了密度和势场—每个物种从从Volume 上选择Volumetric Visualization上的ColorMaps工具可以自由改变场的颜色范围。在在 y 密度的范围为0到1。上单击Color 打开相切片和等表面图能够提供有用的2D和3D图像，来帮助我们重现相的形貌。体系内的任从VolumeVisualization上得到。 工具。从ChooseFieldto Style框可以控制表面的颜色。 也可以通过2D切片来检查体系。在没有选择在没有选择场的前提下，单击Create 共工具。选择BestFit当当ChooseFieldsto 上单击上单击Field 工具 SaveProject模块：MaterialsVisualizer，ReflexMSXReflex模块中的粉末衍射工具 上按下Import按 。打开Examples\Reflex\Structures文件夹并双 ，然后选择PowderDiffraction，或者从菜单栏中选择ModulesReflexPowderDiffraction在在ReflexPowder 在在 框Disy框如下现在可以来计算indigo_b的衍射谱。 是indigo_b的数据。从从ChartViewer Chart中选择ResetView工 现在将当前的图表从project中删除。 从菜单栏中选择从菜单栏中选择 工具并选择PowderDiffraction，或从菜单栏中选择ModulesChartview Reflex|PowderDiffraction ExperimentalData|Indigo1.3cam从从Powder 现在Disydifferenceplot选项被激活 80.17045。可以通过Diffractometer框来调整模拟数据。 现在比较实验值和indigo_a的模拟值。选择Sample 框。在Crystallitesize中，点击inbroadeningcalculation，将La,Lb和Lc值从500改为300。 从菜单栏中选择File|Export。将Exportastype从MSModelingGrid Files改为Comma-separatedFiles。点击Export。 MS中的衍射工具允许你实时结构改变对衍射谱的影响。这些改变包括拉伸、压缩indigo_a结构中某个点点 Monitordiffraction点点 域上单击右键。从下拉菜单中选择 模块：MaterialsVisualizer,Reflex3D2D表征。衍射锋的位置在在ProjectExplorer中点 图标。点击右键选择New|Folder，重命名为dihydrate 。从Filesoftype的下拉菜单中在在 中选择Reflex按 点击Peaks条目。在在 标示了，可以改变Lowamplitudecutoff的值，再重新搜索一遍。在在Chart 中点 以同时按住CTRL键是标记跳跃到最相邻的数据点。通过ESC键来取消之前的操作。选中的标记在两个末端有两个方框。按下DELETE从从ChartViewer Chart中选择ResetView工 在在 可以使用Marker工具来添加。 选中的衍射锋将被用来指标化粉末图。MS软件提供了四种指标化算法：TREOR90（一种不DICVOL9（晶胞参数限定和密度控制）ITO（通过衍射峰确定下来的空间群来寻找晶胞，这些衍射峰同属于倒空间的同一个面）X-Cell（Accelrys开发的一种新的指标化法则，它利用体系所从从Powdering TREOR90方法只报告了一种解决方案。为了便于比较，其他的指标化方法通常可以找到多来评估。每一行都包括晶体体系，晶胞的大小a,b,c，晶胞的角度,和晶胞的体积。

ProjectExplorerFolder|Newfin31.现在可以将粉末衍射数据导入到fin31文件夹中。 数据文件的格式为.3cam，但是当数据导入了以后将会更改成.xcd格式。如果此时对数据进行修改，则将以.xcd文件格式保存下来。Modules|Modules|Reflex|PatternProcessing在在Pattern 上 。A列中输入：16.82,21.84,22.89,25.81,28.08,29.04,31.86,32.20,33.04,34.08,35.58,39.98,42.16,43.84,46.82,48.22,有区别的。因此，可以让B列为空。标记的高度将被默认为最的50%。现在可以将APowderExperimentalData(Background点击PowderingIndexing 框中的Setup条目。全选Crystalsystemstotest的选项。点击Index按钮。点击点击ImportVisualizerfin313DPropertiesExplorerPropertiesExplorer栏的，需要打开后LengthA,LengthB等。LengthALengthBLengthCAngleAAngleBAngleCab,c 模块：MaterialsVisualizer,Reflex此主要介绍如何使用粉末精修工具来精修某个实验晶体结构。MS软件中支持两种不同点点 点击点击Import按钮。从Filesoftype的下拉菜单中选择CommonChartFiles。点 按钮 实验值，从而决定Rwp的开始值。 Modules|Reflex|PowderRefinement。在Setup 为90.00。出现的observedmarkers删除。 ak100.xcd，这表明这个数据将被用来计算。确保已激活ak100.xsd的3D模型，然后点击Calculate按钮。Pawley精修在Setup 次点击Calculate按钮。RietveldStructureAtoms按钮处于激活状态。因为Rietveld精修方法允许对结构和原子参数进行修改，这跟Pawley方法是不同的。图表上将显示所选的区域。可以通过点击ChartViewer上的ResetView来重置画面。chartviewer工具，比如选择、缩放、平移、添加标记和重置画面。ChartViewer如下显示：使用使用 和 按钮方显示RietveldRwpR-factors值。Ii指实验的强度 Modules|Reflex|PowderRefinement。首先，将2θ的范围设置为10-50。那么PowderRefinement中相应的值也会改变。放射源类型也是全局性的设置。在在 确认1和21.5405621.54439。设置已经全部完成，现在准并修改晶胞尺寸。测量因子由Reflex自动调整。选择选择 框，点击Convergencequality旁的More…按钮，来显示ConvergenceConvergence Convergencequality选项提供了一种快捷，单击选择所有参数的方法，这项能够控制模拟的Ultra-0.05°范围内。因此，零点设置比前者更选择Lattice条目。Lattice框如下所示：a和cKeepfractionalcoordinatesfixedduringchangestothelattice现在对峰形进行修正。Rietveld9Pseudo-Voigt。Pseudo-Voigt(pV)峰混合了Gaussian(G)和Lorentzian(L)峰的形式。 点击Sample条目。 模块：MaterialsVisualizer,ReflexPlus,Discover定结构需要四个步骤，分别是指标化，Pawley拟合，解析结构和Rietveld精修。中介绍到在MS软件中如何使用PowderSolvePawley精修，选择一种空间群，提供一种分子模型，解析晶体结构并完成最后的Rietveld精修。RietveldNew 从桌面上双击MS ，打开MS程序。选择CreateanewNew 点点击 按钮从Filesoftype的下拉菜单中选择CommonChartFiles双击改为CTCA。文件扩展名.xcd自动显示出来。在在 中点击Reflex按 ProcessingPattern 关闭ReflexPattern 关闭ReflexPattern 从菜单栏中选择Modules|Reflex|PowderIndexing，打开ReflexPowderIndexing 择Peaks条目。将Lowamplitudecutoff改为1，点击Search。从从Chart 中使用 和 从PowderIndexing 的Crystalsystemstotest。在在Powder 过figureofmerit（FOM）来判断。

生成一个名为CTCA(BackgroundRemoved)(Smoothed)1.xsd的文件。CTCA。文件的扩展名.xsd是自动显示出来。 选择Setup条目并点击Convergencequality右侧的More...按钮，打开RefinementConvergenceOptionsNumberofcycles25OK。Convergencequality选项提供了一种快捷的，单击选择所有参数设置的方法，它控制着模拟Ultra-Convergencequality的默认值为Medium。改变NumberofcyclesPatternPeakProfilesPseudo-Voigtprofileparameters：UVWNA,NBZeroPointLineShiftAsymmetryCorrectionNone改成-BaldinozziP1,P2,P3P4参数的精修。20个背底系数的精修在默认状态下都处 2在在Powder 生成一个包含单斜空间群的表格文件，这些数据根据figureofmerit数值排列。得到最高figureofmerit的空间群是P21/c，是单斜晶系中最常见的空间群。现在搭建一个拥有正确空 在在Powder 中选择 工具，然后选择SaveSettings...或者直接从菜单栏上选Modules|Reflex|Save在在SaveReflex 关闭PowderIndexing和PowderRefinement 框。从MS程序的File菜单中选择SaveProject，然后从Window菜单中选择CloseAll。 在在ProjectExplorer中 structure_solution，从New下拉菜单中选择3DAtomistic 中选 中选择 |Discover|Minimizer moleculeMin 从 的 上选择Measure/Change工具。点击C-O键旁边的O-H键PropertiesExplorer中，FilteTorsion1800°，依赖于哪个值更 5、解析晶体结构 中选择 工具然后选择PowderSolve或者直接从菜单栏中选择|Reflex|PowderSolve 在在Powder 从从 中的 Pawley精修步骤中已经选择了实验上的粉末衍射谱。然而，有时希望能够使用正确的数从从Powder 从从Powder 后，这些参数才会显示出来。关闭PowderSolve 后，这些参数才会显示出来。关闭PowderSolve 框从Powder JobExplorer一栏中，会告知计算的进程。一段时间后，显示出两张图表文件。在计算还ProjectExplorerCTCA1ReflexPSolve\CTCA1Solution.xcd。从视觉上比较从从Atoms& 中点击CalculateHydrogenBonds按 yStyle在在 Powder 从从Chart 中选择Selection工 Modules|Reflex|PowderRefinementPowder 在 在 在在Powder 在在 在在 框中，选中Keepfractionalcoordinatesfixedduringchangestothelattice 模块：MaterialsVisualizer,ReflexPlus,VAMP。在本中，你将定出无机化合物FIN31(Ca5F(PO4)3)的晶体结构。在正在进行的认证研究中，FIN31是用ReflexPlus确定的几种无机晶体结构之一。双击桌面上的MS 图标开始建模双击桌面上的MS 图标开始建模选中Creatanewproject并点击OK在FIN31OK点击Import点击Import按 ，从Filesoftype下拉列表中选中CommonChatFiles,