《MS文献晶体参数建模实例.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MS文献晶体参数建模实例.ppt（35页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、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.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
2、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。,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/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Atom and Bond 工具栏上，使用Calculate Hydrogen Bond 按钮
3、来进行计算。*单击，关闭Hydrogen Bond Calculation 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。,3,2,1,4.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 Reset View 按钮，然后使用键盘上的
4、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.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，介绍一些Materials Studio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
5、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。,1,6,2,3,5,4,*选择 File/Save，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_
6、quartz_alpha.xsd 3D 文档中，从Build 菜单选择Crystal下的 Build Crystal.，打开相关的晶体模建对话框。在Space Group 栏中，选择 Enter Group，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Lattice Paramenters 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
7、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Add Atom。此选项会打开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。Materia
8、ls 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 System 是Fractional。,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。,1,2,3,4,6,5,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
9、=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。,*从Windows 菜单中选择
10、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 Atomistic 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
11、、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3D Atomistic Collection.xod中。由下图可以看出，二者结构不重合。,*保存文件 File/Save Project 关闭窗口 Window/Close All,Material Studio 5.5入门实例（以NaCl为例）,
