crystal maker 教程
更新时间:2024-04-24 13:10:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第一章 界面介绍
本章详细介绍了Crystalmaker的操作界面,便于用户选择操作命令和保存文件。本章所有的图片都是在Mac OS X 10.5 “Peopard”上获得的。
菜单介绍
Crystalmaker (Mac version) 记录、应用文件,隐藏或退出程序 File 打开、创建、保存和关闭文件。输出相关的文本和图片
Edit 编辑文本、结构和化学键;拷贝图片到剪切板,或者取消上步操作 Selection 选择原子相关的操作,例如标注、显示、隐藏原子 Model 选择结构模型显示的形式
Rendering 对模型的显示进行不同的设置
Transform 旋转、测量图片命令。可以测量化学键角度,或者产生粉末/单晶衍射花样 Window 对Crystalmaker操作界面进行设置 Help 提供在线帮助和用户手册
图片界面
结构在图片界面中显示。选择Window > Show Ruler可以添加标尺。
图片面板
结构主要在图片面板中显示,在这里可以对结构进行旋转和测量操作,或者使用快捷键对其进行操作。
工具栏
工具栏是对工具板的很好补充。对于常用的命令还设置了快捷键。
打开或关闭工具栏:
选择Winsow > Show/Hide Toolbar
Sidebar包括Site Browser和Notes pane 打开/隐藏Sidebar的两种方法: (1) 点击Toolbar上的Sidebar;
(2) 选择Window > Show/Hide Sidebar
隐藏Notes pane的三种方法:
(1) 点击Toolbar上的Notes pane来显示/隐藏Notes pane; (2) 双击Sidebrowser和Notes pane之间的分隔栏;
(3) 把Sidebrowser和Notes pane之间的分隔栏拖动到最下面
隐藏Site Browser的方法:
(1) 把Sidebrowser和Notes pane之间的分隔栏拖动到最上面;
Site Browser
Site Browser提供关于结构中原子的信息。可以按照元素、位置标注对列表进行重新排列、 同时在Site Browser中,可以对原子的颜色、可见度、标注以及半径进行编辑,并对单个位置或者同元素的原子簇进行编辑。
Notes pane
在Notes pane中,可以保存关于结构的文本信息
Overview Window
Overview Window提供关于复杂结构的动画和视频制作、文件浏览以及结构输出的具体细节等信息,由Views, History, file和Log四部分构成。
View Pane
View pane有以下用处:
(1) 记录从特定视角观察晶体的图片; (2) 在统一界面中同时操作几个晶体; (3) 制作动画和视频
创建操作结构的视图,方法有二:
(1) 点击window toolbar中的Snapshot; (2) 选择File > Take Snapshot
一张结构图片就会出现在View pane中。
从已有文件中创建视图:
(1) 把一个或多个文件拖动到Views pane中。每个文件就会加载到Graphics window中,缩略图会再在到Views pane中;
(2) 当Views pane可视时,点击Add按钮
,然后选择想要加载的文件。
加载一个视图:
点击views pane中的视图,使用键盘上的箭头进行选择。
重新排列视图:
点击并拖动视图,对其进行重排
重命名视图:
点击视图文件,输入新的文件名,按Return或enter键完成设置
更新视图:
用户可以重新生成一个视图,以匹配与现在显示的结构: 右键单击要选择的视图,选择Replace with current view
同步视图
Crystalmaker强大之处在于它能快读的同步多个窗口。这样,如果一个视图和另一个相关,用户可以对它们的显示进行设置,诸如原子颜色、渲染样式、位向、尺寸等。
使用同步命令:
(1) 确保主视图在Graphics window的最前面,这个结构的设置将应用到所有的其他结构中; (2) 选择Transform > Synchronize命令;
(3) 出现一个对话框,显示需要同步哪些视图; (4) 点击OK开始同步。
动画视图
Overview Actions菜单
上的Play命令,可以反复播放视图,同时还可以全屏播放或者结
构旋转。用户可以控制播放的速度。按 escape退出动画播放。
从视图中生成视频 使用Overview Actions菜单
上的Play命令,可以生成一个Quicktime视频。这在展示结
构行为和相转变时比较有用。
Files Pane
用户可以在这个面板上管理最近的文件,并在快速的在不同的结构间进行切换。
新近打开的文件会显示在Files Pane的左上角。用户也可以把未打开的结构加到Files Pane中,并会显示为缩略图。
添加文件到Files Pane:
(1) 把一个或多个文件拖动到Files Pane中; (2) 或者点击Overview上的Add按钮
,然后选择想要加载的文件。
把文件从Files Pane移除:
(1) 右键点击文件缩略图,选择Remove命令; (2) 点击window’s Actions按钮
,选择Clear Files List,移除所有文件。
重新排列缩略图:
点击拖动缩略图,对其进行重新排列。
使用Files Pane打开一个文件:
(1) 点击文件的缩略图,在现在窗口中打开文件;
(2) 右键点击缩略图,选择Open in New Window,在新窗口中打开文件。
显示Slideshows和Animations
使用Views pane,我们可以使用Files pane中的文件来展示Animated slideshows。选用Overview Actions 菜单
。
History Pane
Crystalmaker会跟踪文件修改,并把它们显示在History Pane中。
History Pane左上侧的缩略图为用户最近打开的文件;接下来的缩略图代表按时间顺序编辑过的文件。点击缩略图,转到那个阶段的文件。
Log Pane
Overview window上的Log Pane显示了状态信息和屏幕工具的操作结果和化学键搜索结果。 用户可以把Log Pane中的信息拷贝到其他程序中。在Overview Actions 菜单
中,选择
Text Options可以对文本进行编辑。
工具面板(Tools Palette)
工具面板中的屏幕工具,可以操作、测量和编辑结构。测量工具加上旋转工具,可以对晶体进行精确位向操作。
用户可以在键盘上输入相应的字母来选择工具。 在工具面板的最上面,会显示晶体结构或单分子的彩色图片:这是显示是否在分子模式的快捷方法。分子模式用来描述原子团以及其它没有长程对称的结构。
使用工具面板
选择Window > Palettes显示工具面板。所有窗口的大小和位置都在在上次退出程序时自动保存。
设定工作台
选择Window > Workspace,在其子菜单中显示工作台。
全屏模式
Crystalmaker支持全屏模式,便于用户专注于结构。
全屏模式下,Graphics window会自动调整以适应全屏的尺寸。通过把鼠标移至屏幕的上部,用户仍然可以使用菜单命令。
进入全屏模式:
点击window toolbar或者Tools palette上的Full Screen按钮,或者快捷键F。
退出全屏模式: (1) 按Escape键;
(2) 或者点击Tools pallete中的Standard Screen,快捷键F。
在线帮助系统
Crystalmaker的在线帮助可以通过以下途径获得: (1) 选择Help菜单;
(2) 点击一些出口中左下角的Help; (3) 点击F1。
第二章 软件预览
本章分为三个连续的部分,分别介绍Crystalmaler的不同功能。第一部分我们将建立一个新的晶体结构,包括对称性和化学键。第二部分我们研究不同的显示选项,包括图形样式和不同的模型类型。最后一部分我们将使用程序中的不同工具来测量结构、显示配位团,以及以文本文件和网页的方式输出数据。
第一节 建立无机物晶体结构
本节我们介绍如何创建、显示和保存一个新的晶体结构。我们将以和其他无机物结构类似MgAl2O4为例。
结构数据
在Crystalmaker中,可以使用数据编辑器来编辑晶体常数、对称性以及位置坐标。同时还可以编辑颜色、原子半径,定义化学键等。 使用以下结构数据:
输入结构数据
(1) 选择File > New Crystal命令; (2) 出现以下Edit Crystal对话框:
(3) 在Spacegroup栏中输入以下字符: F d 3 m [origin 2]
(字符间留空格)。如果输入格式错误,Crystalmaker会提醒用户。
如果空间群符号输入正确,只有一个晶格常数会保留。Crystalmaker识别出输入的空间群符号对应一个立方晶体,并且只需要a单胞参数。 (4) 按Tab键移至a栏,输入8.08,对话框如下:
(5) 现在我们需要考虑晶体的非对称基元中的三个位置,对于每个位置,Crystalmaker需要以下信息:
位置标注(最多六位字符,字符间不能有空格);
一个或多个化学符号以及它们的占位率值(Crystalmaker使用元素符号来决定其原子半径和原子颜色;元素符号可以是一个或两个字母);
每个位置的xyz位置坐标。可以以分数(1/2)或小数(0.5)形式输入。 (6) 点击Add按钮,或者按回车键开始编辑一个新的位置;
(7) 窗口中会出现包括默认的标注、位置坐标和占位率的条目。我们对这些设置进行编辑; (8) 加亮位置位置标注。输入一个新的标注(最多六位字符,不能包括空格)——我们选择Al(1)。按Tal键移至下一个编辑栏;
(9) 假定这个晶体有序,我们只需要输入单一的占位率值。此例中我们输入“Al 1.0”; (10) 在x, y, z栏中输入0.5,编辑窗口如下:
(11) 按Return键完成编辑该位置;
(12) 现在,按照结构数据表给出的信息,分别输入Mg和O位置的数据。使用Add按钮添加新位置,或使用Remove删除一个位置; (13) 当完成晶体数据输入后,对话框如下:
显示晶体
现在,所有的结构数据都以输入,接下来我们要显示一个单胞内的所有原子:
(1) 点击以上Edit Crystal窗口的OK按钮; (2) Edit Crystal窗口消失,状态窗口出现。
在状态窗口中,使用输入数据建立的晶体就会出现。这时,一个立方形外形,包括一组原子的结构就会出现。
改变原子的颜色和半径
如果用户输入的元素符号被Crystalmaker识别,就会自动赋予它一个颜色和半径。
如果用户想要在晶体中包括其他元素类型,并且改变Crystalmaker的默认设置,使用Site Browser可以对原子的颜色和半径进行定义,如下:
(1) 选择Window > Show Sidebar命令,出现Site Browser窗口。如果还是不能显示,选择Window > Sidebar > Site Browser命令;
(2) 我们开始编辑原子颜色。Colour栏多个可以改变单个位置颜色的按钮; (3) 点击一个颜色按钮,选择一个新的颜色;
(4) 我们开始编辑原子半径。需要注意的是原子半径的单位为埃; (5) 点击Mg的半径值;
(6) 输入一个新的值,例如1.0,然后按Return。结构中Mg原子就会重设。
定义化学键
Crystalmaker可以自动搜索和生成化学键、多面体。一种方法是在Edit Bonding中,通过输入元素符号和最大键长来定义化学键。
(1) 选择Edit > Bonding命令,出现Edit Bonding对话框:
(2) 点击Add按钮,创建新的默认值的化学键。现在,我们来编辑这些数值。 (3) 我们选择Al-O键,在From菜单中选择Al,在To菜单中选择O。
我们可以输入Al-O键的最小和最大健长,但是我们会要求程序在已知原子数据的基础上,选择合理的数值。
注意,最大键长应该显示在Bmax栏。Crystalmaker会按照1.15×(rA+rB)计算最大键长,rA和rB分别是From和To原子的半径。
(4) 点击Info,检查化学键范围是否足够大。
(5) 重复2-4,设置Mg-O化学键。当完成设置后,出现以下对话框:
(6) 点击OK按钮,重设有了化学键的结构,出现以下图形:
添加注释
用户可以使用Notes面板存储有关结构的信息。在Notes面板中,可以改变文本的颜色,字体以及其他格式。
(1) 如果Notes面板不可见,使用Window > Sidebar > Notes命令来显示它(或者点击Window Toolbar上的Notes按钮);
(2) 点击注释面板,出现光标; (3) 输入文本;
(4) 使用Edit > Selection All命令选择所有文本; (5) 改变字体;
(6) 选择部分文本,改变它们的大小,样式和颜色;
寻求帮助
Crystalmaker包含一个易理解的在线帮助系统。通过以下途径得到: (1) 使用Help菜单中的Crystalmaker Help命令; (2) 在一些菜单中,点击?按钮; (3) 按F1
保存晶体文件
(1) 在File菜单中,选择Save命令;
(2) 选择合适的存储路径,输入文件名“Spinel Tutorial Crystal”。
选择File > Exit命令退出程序。
第二节 显示晶体
在第一节中,通过输入晶格常数,空间群对称性,原子位置坐标,我们建立尖晶石晶体,并对原子的颜色和化学键进行了设定。最后,我们把这个晶体存储为Crystalmaker的二元文件。
这个尖晶石晶体文件将在本节中要来研究不同的晶体模型以及如何对它们进行晶体操作。
打开Crystalmaker文件
选择File > Open命令,在电脑硬盘上定位“Spinel Tutorial Crystal”文件,双击打开这个文件。
重设图形大小 通常过四种方法:
(1) 点击最大化按钮(Windows); (2) 点击并拖动窗口; (3) 使用工具面板中的
在标准尺寸和全屏尺寸间转换。全屏尺寸提供最大的图片
区域,在这晶体和动画展示中比较有用。在这种模式中,不必要的面板均被隐藏。
(4) 选择Window > Set Plot Size命令,输入一个图形面板的大小值。 重设图形窗口后,结构会重新画出。
改变结构中原子参与数
观察第一节中的Ball-and-stick模型可以看出,金属原子没有完全键合;应该键合的氧原子坐落在了单胞外。我们可以通过重设一个更大的原子参与范围,来画出这些原来没有画出的氧原子。
(1) 选择Transform > Set Range命令,出现Plot Range窗口:
(2) 第一个文本框为xmin,输入原子的最小位置坐标,本例中输入-0.1; (3) 按Tab键移至xmax,输入原子的最大坐标位置。本例中输入1.1; (4) 在y, z坐标轴中,应用原子位置坐标范围从-0.1到1.1; (5) 点击Apply按钮重画模型。
改变背景颜色
图形窗口中默认的背景颜色为黑色,这可以改变为其他颜色、渐变色或者背景图片。 (1) 选择Model > Model Options命令,显示Model Options窗口; (2) 点击Background显示其面板:
(3) 选择Plain background按钮,然后点Colour按钮,出现颜色选择框; (4) 选择一个新的颜色,在Preview长方形中显示预览; (5) 点击Apply完成设置; (6) 关闭Model Options窗口。
旋转晶体
Crystalmaker允许使用鼠标进行晶体旋转: (1) 点击晶体结构;
(2) 点击工具面板中的旋转工具
;
(3) 把鼠标移至结构上,光标变为一个开放的手,表明是可以旋转的; (4) 点击并按下鼠标,光标变为一个握紧的手;
(5) 始终按下鼠标,在屏幕内缓慢的移动,晶体随之旋转;
为了控制旋转,我们需要了解鼠标是如何相对于屏幕旋转轴移动的。Crystalmaker使用了一组正交轴,标记为XYZ。这与晶体学的坐标不同。
Crystalmaker的屏幕坐标轴相对于屏幕保持不变:X轴从左到右;Y轴从下到上;Z轴从屏幕里到外:
绕X轴旋转: 上下垂直移动鼠标
绕Y轴旋转: 左右水平移动鼠标
绕Z轴旋转:
按住shift键,瞬时针或逆时针拖动鼠标
指定旋转角度:
鼠标旋转虽然有用,但不精确。我们需要使用工具面板上的旋转工具,对晶体沿Z轴精确旋转30度:
(1) 在旋转面板上会显示一个默认旋转角度,这个角度可以在下拉菜单中进行选择; (2) 点击角度,选择30;
(3) 点击+Z(或者按数字键盘上的1或9)。晶体绕Z轴进行旋转。
定义观察方向
另一种改变晶体位向的方法是定义一个晶体学观察方向,即在晶体内定义一个方向,让其平行于Z轴。
可以通过以下两种方法定义观察方向: (1) 晶向坐标[UVW];
(2) 晶面坐标(hkl),(hkl)为晶面的米勒指数。
让我们从[111]晶向观察尖晶石晶体:
(1) 选择Transform > Set View Direction,显示窗口:
(2) 确保Lattice Vector按钮被选择; (3) 在三个数值框中都输入1; (4) 点击OK;
晶体会沿[111]方向重新画出。
改变晶体模型
Crystalmaker中提供六种模型结构:Ball and Stick,Space Filling,Polyhedral,Wireframe,Stick and Thermal Ellipsoid。
对于每种模型,用户都可以选择是否显示:单胞外形,轴矢量,表面覆盖 不同的模型可以在Model菜单中选择。
渲染模型
目前位置结构在Crystalmaker中显示彩色模型。如果用户想要预览灰色的激光打印效果,可以选择Greyscale模型得到高质量的灰色效果。
另外,对于要在期刊上发表的图片,Black & White模型会比较合适。 使用Rendering菜单,可以在不同的渲染效果之间进行切换。
改变原子样式
现在我们开始研究原子的样式
(1) 在Model菜单中选择Ball-and-stick; (2) 选择Model > Model Options;
(3) 点击Atoms显示Atom Options面板。 列表中显示了非对称单元中所有位置,按元素排列。用户可以打开或关闭原子组来显示单个位置。每个原子和位置都对应有原子球、热椭圆体和多面体样式。 点击选择一个新的原子样式。 (4) 实验不同的原子样式; (5) 点击Apply完成设置。
改变化学键样式
我们可以为不同的化学键选择不同的样式。
(1) 点击Model Options中的Bonds,出现原子键列表,包括Al-O键和Mg-O键以及它们的原子键样式和颜色;
(2) 编辑Al-O键样式,点击原子键样式下拉菜单,选择一个新的样式; (3) 点击Apply按钮完成设置。
改变多面体样式
下面,我们给予尖晶石晶体中不同Mg和Al位置以不同的多面体样式。 (1) 选择Model > Polyhedral命令;
(2) 选择Model > Model Options命令打开Model Options窗口; (3) 点击Atom显示Atom Options面板;
(4) 定位Al元素行,在多面体栏上点击并按住鼠标,出现多面体样式下拉按钮; (5) 选择Stripe-Fill Solid;
(6) 点击Mg多面体栏,从下拉菜单中选择Plain Solid 样式; (7) 确保氧多面体样式为Blank,出现一个红色十字; (8) 点击Apply完成设置,出现类似以下的图片:
使用位置浏览器
位置浏览器显示了晶体中所有的位置,按照原子类型排列。用户可以改变单个位置的颜色,或者隐藏、标注位置。 改变原子颜色:
(1) 确保结构是以colour model(Rendering > Colur)或Ball&Stick model (Model > Ball&Stick)模式显示;
(2) 如果位置浏览器不可见,先使window Sidebar 可见(Window > Show Sidebar),并确保这包含Site Browser(Window > Sidebar > Site Browser); (3) 定位Al元素行,点击颜色按钮,出现颜色选择框; (4) 选择一个新的颜色。
按类型孤立原子
(6) 移至Site Browser,定位O元素行;
(7) 第三列“Vis”包含复选框,表示是否显示原子或元素。点击氧元素后Vis复选框隐藏所有氧元素:
(8) 选择氧元素后的Vis复选框,再次显示氧元素。
标记原子群
(1) 移至Site Browser,定位氧元素行; (2) 点击Lbl复选框,标注所有氧原子:
(3) 不选Lbl择复选框,删除所有原子标记。
第三节 测量结构
本节研究关于结构及其化学键的测量方法,主要使用Crystalmaker的工具面板来测量、操作和编辑结构:
(A) 操作工具 (B) 选择工具 (C) 测量工具 (D) 屏幕尺寸工具 (E) 缩放工具 (F) 旋转工具 (G) 旋转模式工具
原子信息
我们从使用信息工具来显示一些关于尖晶石结构中铝元素周围化学键信息开始。 (1) 如果尖晶石结构没有打开,使用File > Open打开文件;
(2) 确保结构是使用颜色的Ball-and stick模式(Model > Ball & Stick); (3) 选定一个含有化学键的Al原子;
(4) 如果工具栏不可见,使用Window > Palettes > Tools命令使其可见; (5) 选择工具面板上的
;
(6) 点击选定的Al原子。此原子会加亮,一个显示位置标注、原子类型和原子数的信息框会出现:
(7) 点击信息框上的
按钮;
(8) 关于选定原子和任何键合原子的信息会显示在Overview Window上的Log面板(如果Overview window不可见,选择Window > Palettes > Log使其可见)。
放大感兴趣区域:
下面,我们使用屏幕工具来放大Al原子周围的键合环境。 (1) 选择工具栏上的放大工具
;
(2) 把鼠标指针放在Al原子上并点击。结构会以被点原子为中心放大; (3) 继续放大Al原子,直到它的键合原子填满屏幕。
测量距离和角度
接下来我们测量Al原子和其键合原子之间的距离和角度。
测量化学键距离:
(1) 在工具面板上选择化学键距离工具;
(2) 点击Al原子,显示为加亮;
(3) 点击和加亮Al原子键合的O原子,它们之间的实际距离会显示出来;
(4) 观察Overview window窗口的Log面板。化学键距离会记录在这儿,连同它的矢量;
测量化学键角度;
(5) 选择化学键角度工具;
(6) 点击氧原子,铝原子,再一个氧原子;
(7) 三维方向的角度为在选定的原子边上显示出来,并出现在Log中。
测量平行于屏幕方向的距离: (8) 选择距离工具
;
(9) 鼠标在图片窗口中点击,显示为十字;
(10) 移动鼠标,同时保持在图片窗口中。当鼠标移动时,一条线会连在起始点;距离会显示在线的边上;
(11) 点击另外一个点,测距完成显示出来。
重设放大结构的尺寸:
点击自动尺寸调整按钮,结构会重新画出,以适应图片窗口的大小。
使用晶面
Crystalmaker可以显示一个穿过结构的晶面。用户可以定义晶面的位向,对其进行移动,以及以其为界面切除结构。
显示晶面:
(1) 选择Transform > Lattice Plane > Edit,Lattice Plane窗口如下:
(2) 确保晶面的米勒指数设为111;
(3) 点击OK继续。结构中会显示出一个穿过单胞中心的透明晶面。
注意,默认情况下,相对于晶体模型,这个晶面会居中。米勒指数定义了晶面的相对位向,而非绝对位向。接下来,我们研究在结构中拖动这个晶面。
在结构中移动晶面: (1) 选择晶面工具
;
(2) 在图片窗口中点击并移动鼠标。晶面平行的向前或后移动。
隐藏晶面:
选择Transform > Lattice Plane >Hide。晶面会消失。
晶面和晶向间的角度
角度测量不仅限于原子之间。也可以测量指定晶面和晶向间的角度。 接下来,我们测量(111)晶面和[001]晶向间的角度。
(1) 选择Transform > Calculate Angle 命令,显示Calculate Angle对话框:
(2) 在Direction 1中输入111,选择它为Plane Normal,这样Direction 1现在代表了(111)晶面;
(3) 在Vector 2中输入001,选择它为Lattice Vector,这样Direction 2现在代表了[001]晶向; 晶面和晶向间的角度会显示在对话框下面;
(4) 点击Calculate按钮,计算的角度会显示在Log中。
隐藏原子
在前面章节我们定义了沿晶体学坐标方向的原子范围(Transform > Set Range)。Crystalmaker中的选择工具也可以用来进行原子范围的改变。
隐藏原子团
可以使用选择工具选择不同形状的结构区域。 (1) 点击箭头工具
;
(2) 在图片窗口中选择一个矩形区域;
(3) 选择Selection > Hide > Unselected Atoms命令,结构中为只显示选定的原子; (4) 选择Selection > Show All命令,显示所有原始原子。
隐藏单个原子 (5) 选择
工具;
(6) 点击一个原子,其会很快消失;
(7) 选择Selection > Show All命令,显示所有原子(或者如果使用使用Edit > Undo命令)。
工具只进行了一次操作,
配位环境
我们已经介绍了一些强有力的选择工具,可以选择晶体模型的任何区域。不过,如果我们再掌握了Spherical选择工具,软件使用起来会更加方便。
Crystalmaker允许用户观察圆形的原子团。我们可以使用这个功能来研究尖晶石晶体中Al原子周围的键合环境。
(1) 选择Transform > Define Cluster命令,出现Define Cluster对话框:
(2) 确保Around site被选定;
(3) 在下来菜单中选择Al,原子的位置坐标会显示出来;
(4) 如果我们想显示位置周围2.5埃范围内的所有原子,Inner Radius设定为0,Outer Radius设定为2.5;
(5) 点击OK继续。结构会重画,只显示以Al为中心周围的原子,本例中会显示一个AlO6原子团。 修饰
接下来,我们使用这个AlO6原子团来实验单个原子和化学键的样式。 (1) 使用箭头工具选择中心原子Al;
(2) 选择Selection > Atoms > Style命令,在菜单中为中心原子选择一个新的样式; (3) 使用以上步骤,为原子团中的氧原子选择一个新的样式; (4) 点击选择一个自定义的氧原子;
(5) 按住shift键,点击中心Al原子。选定的原子会加亮;
(6) 选择Selection > Bonds > Style命令,出现Bond Style对话框;
(7) 在下拉菜单中为化学键样式选择点划线,并使用颜色按钮改变线的颜色; (8) 点击OK键完成设置。
生成化学键文件
如果用户想要记录晶体中化学键长度和角度的信息,可以在Crystalmaker中生成一个详细列表,并存储为化学键文件。这个文件包含了单胞中所有原子的位置坐标,以及每个非对称基元中原子的化学键角度和长度。用户可以使用任何文字或文本编辑器对化学键文件进行编辑。文件的格式详见第10章。
(1) 选择File > Export > Bond Data 命令,出现一个文件对话框; (2) 设定一个文件名和存储路径,点击save按钮;
(3) Crystalmaker生成一个原子和化学键列表,并保存到磁盘。用户可以使用文字编辑器查看这些化学键文件。
输出网页
最后,我们以网页的形式输出关于尖晶石结构的信息。 (1) 网页上图片会和屏幕中图片的大小相同;
(2) 选择File > Export > Web Page命令,出现文件对话框,设定一个文件名和存储路径; (3) 点击Save继续,Crystalmaker会生成一个HTML文件; (4) 定位文件位置,使用Web浏览器打开。
第三章 构建晶体
本章介绍如何在Crystalmaker中创建新的晶体,并对它们进行展示和编辑。我们从检查确定晶体需要哪些数据开始。接下来介绍晶体编辑器以及它先进的对称性选择。然后我们介绍如何确定化学键和多面体。最后介绍如何改变原子的颜色和半径,并把这些保存为默认设置。
元素、原子和位置
为创建和编辑晶体,我们首先需要了解Crystalmaker如何区分原子、元素和晶体学位置。 构建晶体需要三个主要因素:晶格常数,空间群以及非对称基元。
对于单胞中的每个原子,Crystalmaker需要它的位置标注,最少一个化学元素符号及其占位率,分数坐标。
位置标注
位置标注用来确定非对称单元中一个独特的位置,其最多为六位字符(字母或者数字),不能是空格。 占位率
Crystalmaker以及其他程序(CrystalDiffract)需要知道在特定位置上是什么原子占据,以及其相应的比例。原子以其化学元素符号相区分,为一位或者两位字符,并且只能包括字母。 理想晶体中,每个位置只有一种原子占据;其占位率为1。但是,实际晶体中,一些位置显示部分占据,或者无序原子分布中的多重占据。因此,Crystalmaker允许我们定义每个位置最多三个元素符号,每个元素拥有部分展位数值。
例子 1
高温超导体中Ag离子无序排列。假设Ag离子部分占据,但是位置间对称,标注为“M1”。每个位置包含Ag原子的几率为10%。这样,占位率可以写做如下: M1 Ag 0.1
例子 2
一种矿物质中Al和Si原子在四面体位置上为无序排列。晶体结构中,T1位置含有Si的几率为75%,含有Al的几率为25%;T2位置上含有Si的几率为25%,含有Al的几率为75%。占位率写做如下: T1 Si 0.75 Al 0.25 T2 Si 0.25 Al 0.75
Crystalmaker按照每个位置上占位较多的元素的化学符号为标记。
按照化学元素符号不同,原子可以赋予不同的颜色、半径和化学键。Crystalmaker自动识别周期表中的化学元素,并自动设置每种原子的颜色和原子半径。
温度因素
原子位移参数(温度因素)可以从文本文件(例如CIF,GSAS,PDB,SHELX等)加载到程序中。用户可以使用Model Options中的Atoms面板来自定义显示。
创建新的晶体
创建新晶体的两种方法:
(1) 在文本文件中输入数据。利用文字处理器或文本编辑器来创建一个包含晶体学数据的纯
文本文件(ASCII格式)。然后在Crystalmaker中通过File > Open命令来打开这个文本文件(详见第10章);
(2) 在Crystalmaker中,使用File > New Crystal命令。
晶体数据编辑器
选择File > New Crystal命令创建新的晶体,或者选择Edit > Structure进行编辑。晶体编辑窗口如下:
此窗口由三部分组成:一、对称数据;二、晶格参数;三、非对称基元中原子列表。
设定对称性
编辑晶体的第一步是以空间群的形式设置它的对称性。
空间群符号
用户可以直接输入空间群,或者点击Browse,然后选择一个空间群。 空间群符号可以以一下三种格式输入: (1) 国际符号
必须输入正确的格式,字符之间要有空格(例如C2/c应该输入“C 2 / c”)。可以使用简写的国际符号(例如“C 2 / c”),或者使用完整的国际符号(“C 1 2/c 1”)。完整的符号可以进行非传统的对称设置。 (2) Schoenflies符号
必须使用括号,符号间不能有空格。列入C62h应该输做:C2h(6)。 (3) 空间群号
在晶体学国际表中。Crystalmaker假定为空间群的标准设置。
230种空间群都包含在程序中。如果用户的输入不能被Crystamaker识别,警告三角号会出现。
空间群浏览器
在空间群浏览器中,用户可以从列表中选择一个空间群。在Edit Crystal中点击Browse,或者选择Window > Palettes > Spacegroup Browser命令,就可以显示Spacegroup Browser。
Spacegroup Browser的上部为搜索界面,下面为晶系、点阵类型和空间群的列表,显示了空间群的一些信息。
从列表中选择一个空间群:
(1) 在左侧列表中选择一个晶系; (2) 在中间列表中选择一个点阵类型; (3) 在右侧列表中选择空间群符号。
搜索空间群:
(1) 在Spacegroup Browser的上部搜索空格中输入空间群符号;
(2) 按回车键。如果搜索到空间群,其相应的晶系、点阵类型和符号就会加亮,相关信息就会出现在窗口的下面。
显示非传统空间群:
选择Show All Settings显示各种非传统空间群。
高级对称选项
用户有时定义对称性需要更大的灵活性:也许在使用一种非传统的空间群设置,或者想要手动输入对称性位置。这种情况下,可以点击Edit Crystal中的Options选项,出现Symmetry Options对话框:
使用单选按钮,可以选择一:空间群,在这种情况下生成一般等价位置(GEPs);选择二:自己定义一般等价位置(GEPs)。点击Output打印GEPs。
限定晶格常数选项
如果选择了Constrain lattice parameters,Crystalmaker就会自动根据对称性设定晶格常数。这就意味着,在立方晶体中只需要输入a值。
少数情况下需要关闭此选项。例如,保留原子对称信息情况下研究单胞变形。
手动设置对称性操作
点击Customize单选按钮,手动输入一般等价位置
点击Add按钮编辑新的一般等价位置,如下格式: +x -y +z 1/2+x 1/2-y +z
选择行,点击Remove来删除已经存在的GEP。
原始误差
使用Origin Offset可以让程序明白在用户数据和Crystalmaker的对称性之间存在误差。以分数形式输入误差值。
晶格常数
如果选择了Constrain Lattice Parameters选项,在Edit Crystal窗口中只有未限定的晶格常数会出现(在立方晶体中为a)。用户需要输入单胞边长(单位为埃),以及坐标轴间的角度。
占位率和位置坐标
在Edit Crystal窗口中,显示了非对称基元的位置列表。Crystalmaker使用这些位置的坐标来生成完成的单胞。
在列表中添加新的位置: (1) 点击Add;
(2) 输入标注来识别位置;
(3) Tab到Site occupancy field,并输入这个位置的化学占位: 如果这个位置有序,就输入元素符号;
如果这个位置无序,就输入最多三个元素及其占位,格式如下: Si 0.7 Al 0.2 Ge 0.1
总的占位率不能超过1。
(4) 在位置坐标中输入坐标数值; (5) 回车完成输入。
标记已经存在的位置: (1) 点击想要编辑的选项; (2) 输入新的数值,回车。
删除一个位置:
(1) 点击行数,选定行; (2) 点击Remove。
原子位移参数
原子位移参数用来定义热椭圆体:描述由于温度引起的原子位置的不稳定,晶体中的缺陷,以及其他统计学不规则。
在Crystalmaker中,用户可以添加、编辑原子位移参数。为了简化窗口,这些数据通常被隐藏,但使用Show选项可以显示出来。
添加新的位移参数:
(1) 选择Use Displacement Parameters选项; (2)选择Displacement Parameters; (3) 选择想要编辑位置的行;
(4) 在Selection Type菜单中选择位移参数的类型; (5) 输入相关数据。
编辑已经存在的位移参数:
(1) 选定Use Displacement Parameters选项;
(2) 在Show菜单中选择Displacement Parameters;
(3) 选择想要编辑的行,输入新的数据,使用Selection Type菜单选择位移数据的类型。
定义化学键
一当定义了晶体结构,就可以继续定义原子间的化学键和配位多面体。
用户可以在结构中特定的原子间产生化学键。Crystalmaker不限定每个位置的化学键数,但最好保证这种化学键的真实性!
定义或编辑化学键:
选择edit > Bonding 命令,出现Editing Bonding对话框:
对其中的化学键数据进行编辑。
添加新的化学键:
(1) 点击Add,出现新行;
(2) 在给定菜单中,选择From到To 原子类型; (3) 点击Bmin,输入最小的化学键距离; (4) 点击Bmax,输入最大的化学键距离。
预览配位数状态: (1) 选择Info选项;
(2) 稍等片刻,配位数信息显示在Coordination栏中。
删除化学键:
(1) 点击行数来选择行; (2) 点击Remove。
原子颜色和半径
当定义一个新的结构时,Crystalmaker试图把输入元素与它的周期表中的元素相匹配。成功匹配后,就会得到元素半径和颜色值。这样就省去了每次自己是指原子颜色和半径的麻烦。
Crystalmaker依靠原子半径来生成化学键和多面体。但是,原子半径随结构不同而变化,由化学键类型和配位角度所决定。Crystalmaker提供原子半径,共价半径,Van-der-Waals半径和离子半径。
元素表还设置了默认颜色。
选择元素表
原子半径不仅仅关于美学。Crystalmaker以原子半径(加上15%)的综合为指导,来决定哪些化学键需要生成。这就意味着如果原子半径适合目前的晶体类型,自动化学键生成就会失效。因此,使用正确的化学表就显得尤为重要。
Crystalmaker的默认化学表使用Shannon&Prewitt, 1969/1976中的离子半径数据。
对于无机物晶体,我们建议:
Shannon&Prewitt Ionic “Crystal” Radii 对于有机物晶体,我们建议:
(1) CSD Crystalmaker Covalent Radii; (2) CPK Covalent Radii; (3) CPK Van-der-Waals Radii
编辑元素原子的颜色和半径
选择Edit > elements,可以对元素表中元素的颜色和半径进行编辑。
加载不同的元素表:
(1) 在Element Set中选择元素表
(2) 点击Import按钮,就会显示要加载的文件。
保存自定义元素表: (1) 单击Export;
(2) 设定文件名和存储位置,然后完成保存。
编辑已经存在的元素定义: (1) 选择要编辑的元素行;
(2) 点击Radius,输入新的数值,按回车返回; (3) 点击Colour,选择新的颜色; (4) 点击Apply完成编辑。
显示位置浏览器,方法有二:
(1) 选择window > Sidebar > Site Browser命令; (2) 选择Window > Palettes > Site Browser。
改变原子半径:
(1) 选择要编辑的原子; (2) 点击radius;
(3) 输入新的数值,按回车返回。
改变晶体位置的颜色: (1) 选择位置行;
(2) 点击位置颜色按钮,选择一个新的颜色。
改变相同化学元素位置的颜色: (1) 选择化学元素行;
(2) 点击化学元素行颜色按钮,选择一个新的颜色。
重设颜色和半径到默认值:
(1) 在位置浏览器中右键单击显示背景菜单; (2) 选择Apply Default Settings命令。
添加注释
在注释面板中可以添加有关结构的信息,同时,可以对字体,字体颜色进行选择。
显示注释面板:
选择Window > Show Notes。
隐藏注释面板:
(1) 选择 Window > Sidebar > Notes。 (2) 点击Notes按钮(Mac中)。
指定默认文本设置:
(1) 在注释面板中,右键显示菜单; (2) 选择Default Text Options命令。
保存晶体
(1) 以Crystalmaker 二元格式存储。使用File菜单中的Save或者Save As命令; (2) 以Crystalmaker 文本格式存储。选择File > Export > Crystalmaker Text命令。
第四章 构建分子
本章介绍了如何使用CrystalMaker创建新的分子(或原子团)。它还介绍了一些原子互动操作的工具:这些为设计新的结构和建立缺陷提供极大的灵活性。用户可以使用这些工具来编辑晶体或者把晶体转换为 “分子”进行广泛和互动的操作。
构建新分子
构建新分子的两种方法:
(1) 在文本文件中输入原子数据(具体见第10章)
(2) 在CrystalMaker中,选择File > New Molecular命令
输入数据
选择File > New Molecular命令创建新分子,或者选择Edit > Structure命令编辑已经存在的分子。分子编辑对话框如下:
列表中显示了位置标注、坐标和占位率。 如何在列表中添加新原子: (1) 点击Add;
(2) 输入原子标注,最多六位符号; (3) 输入x, y, z的坐标; (4) 输入原子的化学占位率
如果原子位置有序,输入元素符号;如果原子位置无序,输入元素符号以及它们的占位率(就像化学式),占位率总和最大为1 (5) 点击Return完成编辑。
如何编辑已经存在的原子: (1) 点击想要编辑的项目;
(2) 输入新的数值,点击Return完成编辑。
如何删除原子: (1) 点击选择行; (2) 点击Remove。
生成化学键和多面体
要显示原子键的化学键以及配位多面体,必须定义原子间的键合。有以下三种方法: (1) 在Edit Bond Bonding中指定键合的要求(具体见第3章); (2) 选择Transform > Generate Bonds命令;
(3) 使用Add/Delete Bond工具定义单独的化学键。
化学键的自动生成
Generate Bonds Now命令是在一个大分子中生成化学键的最方便的途径。Crystalmaker会搜索总半径15%范围内的原子并相应的生成化学键。另外,关于化学键的信息会拷贝到Wdit Bonding中。
如果原子半径太小的话,Generate Bonds Now命令不能找到全部的化学键。由于Crystalmaker的默认设置为无机物,因此对有机物而言,这显得尤为重要。
如果用户的研究主要是无机物晶体或分子,应该使用Edit > Elements命令加载相关的原子半径数值,然后存储为默认值。
手动生成化学键
用户使用工具,可以创建或删除单个化学键。
如果两个选定原子之间没有化学键,使用这个工具会生成化学键;如果已经存在化学键,使用这个工具会删除化学键。
对于大分子,按住shift健,点击工具,Crystalmaker为搜索并生成类似的化学键。
编辑原子
Crystalmaker有一些强大的工具在分子结构中进行原子水平的操作。用户可以选择、移动、旋转、复制或者删除单个原子或者原子团,也可以直接编辑选定的原子。
选择原子
如果只想对晶体的部分进行操作,用户就需要选择这些原子。选定的原子以黄色或红色的光环标注,可以存储到文件。
选定单个原子: (1) 在工具面板中选择
;
(2) 点击想要选择的原子;
(3) 按住shift键,点击选择其他原子。
选择矩形范围内的原子:
(1) 在想选择区域的一角,点击并按住(2) 拖动鼠标选择一个矩形区域; (3) 释放鼠标,选择的原子就会加亮。
选择不规则图形范围内的原子: (1) 在工具面板中选择
;
;
(2) 点击定义选择区域的第一个点,释放鼠标; (3) 继续定义围绕原子的点;
(4) 最后再次点击开始点,完成区域选择,选择区域内的原子就会加亮。
选择圈形区域的原子: (1) 在工具面板中选择
;
(2) 点击并拖动鼠标,定义一个圈形区域; (3) 释放鼠标,区域内原子加亮。
选择分子单元内的所有原子: (1) 使用
选定一个原子:
(2) 选择Selection > Select Entire Molecule,分子单元内所有键合的原子都被选定。
移动选定的原子: 使用
工具点击并拖动选定原子。按住shift键进行水平或垂直操作。用户也可以使用键
盘上的箭头键移动选定的原子。原子每次移动一个像素的大小,如果按住Option键移动,每次会移动更大的距离。
编辑原子坐标
改变原子位置:
(1) 选择要移动的原子;
(2) 选择Selection > Atoms > Edit Coordinates命令,出现以下对话框:
(3) 点击Direct Coordinates,编辑原子的绝对坐标; 点击Relative Offset,编辑原子坐标改变量; (4) 选择分数坐标或者屏幕坐标;
(5) 输入新的坐标或者坐标改变量,最后点击OK完成。
旋转选定原子
用户可以使用Rotate Selection Mode旋转结构的一部分。
旋转选定的原子:
(1) 选择想旋转的所有原子; (2) 单击工具面板上的
;
(3) 使用旋转工作,对选定的原子进行选择。
分离选定原子
当从一个复杂键合结构中分离分子时,如果分子和结构其他部分键合比较紧密,删除相关的键会比较困难。在这种情况下,使用Selection > Detach命令,可以删除选定原子和未选定原子间的都有化学键。
复制选定原子 两种方法:
1、复制、偏移选定原子
(1) 选择Selection > Duplicate,出现对话框
(2) 选定Offset;
(3) 输入偏移量,然后点击OK。
2、复制选定原子 (1) 选择
工具;
(2) 按住Option键;
(3) 点击并拖动选定的原子。这样选定的原子及它们的化学键就会被复制。
删除选定的原子 两种方法:
1、使用Selection > Delete命令; 2、点击Delete键。
或者使用Selection > Hide > Selection来永久隐藏选定的原子。
改变原子的颜色和样式
使用Selection > Atoms > Colour命令,可以编辑选定原子的颜色;使用Selection > Atoms > Style选择原子的样式。
改变原子的类型
不需要编辑整个结构,就可以改变选定原子的性质。当结构中有缺陷时,这钟功能会非常好用。
改变原子类型:
(1) 选择要改变类型的原子;
(2) 选择Selection > Atoms > Change Atom Type,出现对话框:
(3) 输入新的元素符号,Crystalmaker会相应的改变标注、颜色和半径;
(4) 如果有必要的话,定义新的标注、颜色和半径,然后点击OK完成编辑。
晶体到分子的转变
如果用户经常使用晶体的数据,但需要Crystalmaker的分子模型,可以吧晶体转变为分子: (1) 备份晶体文件;
(2) 确保选定了合适的原子范围,并且新分子中的所有原子都可见;
(3) 选择Transform > Crystal to Molecule。屏幕显示中的原子都会出现在新的分子中,而范围外的原子都会被移除;
转变完成后,就可以想分子一样对新的结构进行操作。
把分子放到已经存在的结构中
迄今为止,我们介绍了在Crystalmaker中如何创建和编辑结构。假设用户已经建立了结构,并想和另外一个结构结合。如果通过在已知分子中对原子进行创建、选择、移动、定义健,就会比较费时。
如果另外一个结构以Crystalmaker二元分子文件保存,使用Place Molecule命令可以把它直接加到已知晶体中:
(1) 选择File > Place Molecule,出现文件对话框; (2) 选择分子文件,打开; (3) 分子会出现在图片的中间。使用
工具和旋转工具,对分子进行编辑。
第五章 渲染
本章介绍如何把原子、化学键和多面体这些任何结构模型的基本组成部分展现在屏幕上。逼真的阴影渲染出惊人的外光色彩和灰阶图像。也可以使用透视和深度来加强三维效果,或者使用立体影像创建真是的三维视图。此外,也可以创造更适于黑白杂志发表或讲稿的“线性艺术”。
渲染模型(Rendering Modes)
Crystalmaker可以把原子、化学键和多面体高质量的表现出来。程序中这些都是默认设置,
并且给出高质量图片的同时,又保证了高质量的像素输出。
同时,用户也可以选择简单的“线性技术”图片,这些都是不加渲染的原子、化学键和多面体。这些图片可以以矢量文件输出,并可以在矢量绘图工具(如Adobe Illustrator)中进行编辑。
渲染设置
使用渲染选项窗口(Rendering > Rendering Options)可以对图片进行多方面的设定。例如,通过修饰颜色和表面反光系数,可以对模型中原子的外观进行改变;也可以添加depth fading和perspective来加强三维效果。
反射和阴影
实体反射出的光的强度决定于三个因素: 环境光造成实体向四面八方发光;
漫反射光随方向而变化,强的漫反射光给予实体白垩的光泽;
镜面反射的特点是有光泽或蜡状表面,点光源被实体的表面所反射。
因此,实体的光反射可以使用环境光源、点光源、环境、漫反射和镜面反射系数,以及镜面聚焦设置来进行模拟。
改变反射设置
在渲染选项中的反射面板,通过改变反射性质,可以控制颜色的渲染效果。
可以在下拉菜单中在原子、化学键、多面体和表面之间进行转换。也可以改变它们的反射系数。另一个下来菜单中可以选择金属关泽、玻璃关泽或者白垩光泽。点击Apply应用当前选项。
多面体框架选项
预览多面体渲染选项时,一个Show Frame对话框出现,可以改变多面体边缘的显示方式,
例如使用深色线或浅色线。
光照控制
可以通过在预览矩形上点击拖动鼠标来改变光照的方向。当拖动鼠标时,预览在不断更新,这在测试不同反射的会比较有用;也可以测试在不同方向的光照下,化学键和多面体的外观。
光照设置
Crystalmaker的高质量渲染中假定有两种光源:环境光源和点光源。我们已经介绍了在预览时可以改变点光源的方向。在Lighting面板中,又可以对环境光源进行设置——同时也包括点光源。
选择新的光方向
(1) 选择Rendering > Rendering Options,出现渲染选项框; (2) 选择Lighting面板;
(3) 在立体图上点击一个点;
或者在bearing和elevation上输入数值; (4) 点击Apply完成设置。
图像平滑
彩色或灰阶模式中,结构可能是使用平滑的线和边缘来构建的。这可能会比标准的屏幕测绘更花时间,所以Rendering > Fast Rotation Model命令允许在没有图像平滑的情况下旋转结构;当完成操作后,图像就会重新画出并平滑。另外,选择Rendering > Full Rendering Mode可以使图像平滑一直开启。
深度构建(Depth Profiling)
Crystalmaker可以模拟大气雾的影响,这样原子间的距离就像融入到背景中。Depth Fading效果在拥有较多原子的复杂结构中会比较有用。使用大量的depth fading,超过一定深度的原子会变得不可见。
选择Rendering > Turn Depth Fading On/Off命令开启或关闭这个功能。可以对depth fading开始点进行控制。
Crystalmaker的一个独特特点是控制前景原子的透明度。通过使这些原子变得透明,远距离的原子会变的可见,而更远距离的原子会融入背景。这样,就可以窥探复杂结构的内部。
Depth Profiling的应用 1、观察密集结构的内部
使用深度面板上的Depth Slider按钮,可以穿透前景原子,从而观察复杂结构的内部。 2、快速扫描模拟的结构
通常此模型适用于具有众多原子的结构,并且感兴趣的数据一般与模型中心有关。 Depth Profiling还提供了一个观察大结构的快速方法。 3、观察以高度为函数的表面 对于给定的晶体表面位向,原子的排列方式随表面高度的不同而变化。如果选择的观察方向垂直于想要的平面,使用Depth Zoom slider可以在不同高度快速的观察原子排列。
编辑深度设置
用户可以在渲染选项中的深度面板上开启或关闭depth fading。可以在下来菜单中预设Depth profile,然后预览材料中原子的不透明度如何随深度变化儿变化。 用户可以通过点击拖动控制红色按钮来自定义depth profile。
点击拖动滑动按钮来显示材料中不同深度的原子。如果同时选择了Use depth fading和Live update选项,当拖动滑动按钮时,结构模型会实时显示。
远景(Perspective)
远景校正可以用来加强模型的三维效果。选择Rendering > Turn Perspective On/Off来开启或关闭远景。
用户可以在渲染选项中的Perspective面板上编辑观察的距离(观察者和结构中离观察者最近的原子)。
小的观察距离虽然可以加强远景的效果,但是会使结构显得扭曲。为了得到最好的效果,可以根据结构的大小来选择观察距离:大结构选择大的观察距离,小结构选择小的观察距离。
立体效果(Stereo)
Crystalmaker拥有创造3D效果图片的能力。
Stereo Pairs
Stereo Pairs图形显示了两个代表左右眼视角的模型。这两个视角相对在进行轻微的旋转,理想情况下,两个图形之间的距离应该等于两眼之间的距离。
用户可以通过渲染选项中的Stereo面板来改变两个图形之间的变化角度。调整两个图形分离的最好办法是重设图形窗口,或者如果要打印,选择File > Print Preview来定义最后的打印尺寸(两倍于两个图形间距离)。
Red/Blue Stereo
Red/Blue Stereo由从两个有一定角度的视角观察的模型组成,在渲染选项的Stereo面板可以进行设置。使用立体眼镜可以观察到令人印象深刻的三维图像。
第六章 结构模型
本章介绍了使用不同模型构建已知结构的方法。在Crystalmaker模型菜单中,有六种模型可以选择。使用模型菜单和模型选项,可以对每种模型进行广泛的定义和修饰。 模型类型(Model types)
在模型菜单(Model menu)中,列出了五类Crystalmaker的主要模型类型,这些模型可以应用于任何结构。如果用户对键进行了定义,得到的模型会有更好的效果。 Space-filling
Space-filling plots描述了在一个结构中原子是如何堆簇在一起的。这些原子呈球状,半径对应其实际的原子半径。如果用户定义了键,软件会在必要的时候使用球叠加校正。 Ball and Stick
Ball-and-stick plots描述了以线或者圆柱相连接的实心球,代表了化学键。每个原子的半径是它的Space-filling半径的百分数(默认40%),其最小半径为0.4埃。用户可以使用Model Options> Atoms pane>Relative Radius and Minimum Radius对ball-and-stick中的球体大小进行编辑。 Wire frame
对于复杂结构,wire-fame结构对比较有用,这通常是在屏幕上旋转结构的最快模型。未键合的原子好比一个个独立的像素。每对原子间的线分割表示键。 Polyhedral
复杂结构可以使用配位团作为几何单元(多面体),从而省略原子和原子键(例如,一个SiO4团代表了四面体,其中Si原子在中心,O原子在顶点),达到简化的目的。Crystalmaker可以构建任意凸多面体。
用户可以同时使用polyhedral, ball-and-stick, wire-frame,stick在一个模型中。 注意:必须定义原子键才能生成多面体! Stick
本模型包括经过渲染的原子键的圆柱形化学键,而未键合的原子显示为球形。这在显示化学键结构和分子几何时特别有用,但对于复杂结构画起来会比wireframe慢。
Thermal Ellipsoid
本模型适用于结构的位置中包含原子位移参数的情况。Thermal Ellipsoid
模型和ball-and-stick模型类似,但是在这个结构中一些原子呈椭圆形,表现出热振动、无序的各向异性,并显示出了在原子位置上的不确定性。 椭圆的大小依赖于位移参数和其他可能因素。
自定义模型
用户可以使用Model > Model Options命令来自定义不同渲染效果的模型或更简单点儿的“线性艺术”。
球、椭圆和多面体
在Atoms面板中,用户可以根据元素类型或位置自定义原子显示的样式。列表中显示了按照元素类型分类的原子球体、热椭圆体和多面体。点击灰色的三角按钮,用户可以关闭或打开这些原子。
为特定位置设置一个样式: (1) 在列表中选定行;
(2) 点击球、椭圆或多面体,然后在下拉菜单中选择一个新的样式; (3) 点击Apply完成设置。
位于相同原子类型的所有位置使用相同样式: (1) 选定相关元素行:
(2) 点击球、椭圆或多面体,然后在下拉菜单中选择一个新的样式。这个元素的所有位置都被更新;
(3) 点击Apply完成设置。
为结构中的所有位置使用相同样式: (1) 点击Default行;
(2) 点击球、椭圆或多面体,然后在下拉菜单中选择一个新的样式;
(3) 点击球、椭圆或多面体右侧的向下箭头,这个样式就被应用到这一列的所有位置; (4) 点击Apply完成设置。
改变一个位置的原子样式: (1) 点击球柱内的位置标注;
(2) 在出现的菜单中选择一个新的样式。
在相同元素类型的所有位置上应用相同样式:
(1) 点击相关元素行的球、椭圆或多面体; (2) 在出现的菜单中选择一个新的样式; 这个元素类型的所有位置都被更新。
所有位置使用默认值:
点击Apply Default Style按钮,所有位置显示Default行的球、椭圆或多面体样式。
线性宽度保留高分辨率: 选中Scale pen widths。
椭圆选项
使用Atoms面板的Ellipsoid行,可以按照元素或位置调整热椭圆体的样式。
绘制椭圆小球
小原子,例如氢,其热椭圆体比较小,以至于不能掩盖结构的重要部分(例如碳原子)。在这种情况下,可能不需要热椭圆体的功能。
点击椭圆标志左侧的复选框来关闭热椭圆体功能。那个位置或元素的原子会显示小椭圆。用户可以改变它们的样式,以此区别于其他椭圆位置。
可以使用Atoms面板右下侧的Thermal Ellipsoid Sphere来设置球体半径。
多面体选项
一当生成化学键,配位多面体就可以显示。作为化学键生成过程的一部分,Crystalmaker会搜索有化学键位置周围的多面体。高的配位位置会自动给予填充的三维多面体样式。低配位的位置会给予默认的空白样式。未键合的位置会显示孤立的原子球。 Crystalmaker提供以下多面体样式:
Blank
这钟样式以红十字表示,可以用于显示多面体顶点原子。 Ball-and-stick
显示一个中心原子,和它的配位原子有或者没有化学键。可以选择化学键显示为cylinders或者wireframe样式。 Stick
仅仅使用圆柱体或线画出从一个位置到它的配位原子的化学键
Frame Polyhedra
这种多面体样式,包括画出多面体的边缘以及从中心原子到多面体顶点的化学键。
Translucent Polyhedra
这种样式类似于Open Polyhedra样式,不同的是多面体面为半透明样式
Plain Solid Polyhedra
面以原子颜色绘制;边以高亮的颜色绘制,以此区分于背景颜色
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