晶體結(jié)構(gòu)解析步驟

1、晶體結(jié)構(gòu)解析步驟Steps to Crystallographic Solution(基于SHELXL97結(jié)構(gòu)解析程序和DOS版SHELXTL畫圖軟件。在DOS下操作) 注意：1. 每一個(gè)晶體數(shù)據(jù)必須在D:/STRUCT下建立一子目錄(如D:STRUCTAAA)，并將最初的數(shù)據(jù)備份一份于AAA目錄下的子目錄ORG;2. 此處用了STRUCT.BAT批文件，它存在于C:根目錄下，內(nèi)有path= c:nix; c:exe; d: struct; c:windowssystem32 (struct為工作目錄，exe為SHELXL97程序，nix為SHELXTL畫圖)3. 在了解DOS下操作之后，可在

2、WIN的WINGX界面下進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析工作，畫圖可用XP或DIAMOND軟件進(jìn)行。一. 準(zhǔn)備1. 檢查是否有inf、dat和f2(設(shè)為sss.f2)文件2. 用EDIT或記事本打開(kāi)dat或inf文件, 并于記錄本上記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)(下面所說(shuō)的記錄均指記錄于記錄本上)： 從% crystal data項(xiàng)中，記下晶胞參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)偏差(cell)；晶體大小(crystal size)；顏色(crystal color)；形狀(crystal habit)；測(cè)量溫度(experiment temperature)； 從R merge項(xiàng)中，記下Rint?.? %； 從 total reflections項(xiàng)中，

3、記下總點(diǎn)數(shù)； 從unique reflections項(xiàng)中，記下獨(dú)立點(diǎn)數(shù)3. 雙擊桌面的DOS圖標(biāo)(或Win2000與WinNT的“命令提示符”)4. 鍵入STRUCT(屬于命令，大小寫均可。下同)5. 進(jìn)入欲處理的數(shù)據(jù)所在的文件夾(上面的12工作也可在這之后進(jìn)行)6. 鍵入XPREP sss.f2 (屏幕顯示DOS的選擇菜單)7. 選擇4，回車(下記為<cr>)8. 輸入晶胞參數(shù)<cr> (建議在一行內(nèi)將6個(gè)參數(shù)輸入，核對(duì)后<cr>)9. 一系列運(yùn)行(對(duì)應(yīng)的操作動(dòng)作均為按<cr>)之后，輸入分子式(如, Cu2SO4N2C4H12。此分子式僅為估

4、計(jì)之用。注意：反應(yīng)中所有元素都應(yīng)盡可能出現(xiàn)，以避免后續(xù)處理的麻煩) <cr>10. 退出XPREP運(yùn)行之前，機(jī)器要求輸入文件名，此時(shí)一定要輸入文件名，且不與初始的文件名同名。另外，不要輸入擴(kuò)展名。如可輸入aaa <cr>11. 檢查是否產(chǎn)生有PRP、PAR和INS文件(PRP文件內(nèi)有機(jī)器對(duì)空間群確定的簡(jiǎn)要說(shuō)明)12. 更名：REN aaa.f2 aaa.hkl13. 用EDIT或記事本打開(kāi)aaa.ins文件，在第二三行中，用實(shí)際的數(shù)據(jù)更改晶胞參數(shù)及其偏差(注意：當(dāng)取向改變了，晶胞參數(shù)也應(yīng)隨之對(duì)應(yīng))，波長(zhǎng)用實(shí)際波長(zhǎng)。二解結(jié)構(gòu)14. 鍵入SHELXS aaa或XS aaa，

5、<cr> (INS文件中, TREF為直接法，PATT為Pattersion法)15. XP，<cr> (進(jìn)入XP程序)(可能產(chǎn)生計(jì)算內(nèi)址沖突問(wèn)題，注意選擇處理)16. READ or REAP aaa <cr> (aaa.res 為缺省值，若其它文件應(yīng)是文件名.擴(kuò)展名，如aaa.ins) 17. FMOL, <cr> (不要H原子時(shí)，為FMOL LESS $H，或FMOL后，KILL $H, <cr>) (讀取各參數(shù)，屏幕上顯示各原子的鍵合情況)18. MPLN/N, <cr> (機(jī)器認(rèn)為最好取向)19. PROJ, &

6、lt;cr> (隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，直至你認(rèn)為最理想取向)20. PICK，<cr> (認(rèn)為合理的位置投相應(yīng)原子，如C原子鍵入C8，注意序號(hào)不能重復(fù)；不合理的用<cr>剔除，暫時(shí)不確定用空格鍵放棄，完成或不再投原子時(shí)鍵入"/")21. SORT . <cr> (排序) 如，SORT $Cu $N $C $H <cr>22. FILE aaa, <cr> (保存文件)23. EXIT，<cr> 或QUIT，<cr> (退出XP程序)24. 打開(kāi)aaa.ins，刪去原子序號(hào)之前的HKLF 4這一行以

7、及機(jī)器自動(dòng)產(chǎn)生的REM行(借助WINGX界面不會(huì)產(chǎn)生這一問(wèn)題)25. 鍵入SHELXL aaa <cr> (此時(shí)的目的是用Fourier峰和差值Fourier峰找其它原子)26. 用EDIT或記事本打開(kāi)aaa.LST文件(查看Fourier峰的大小，記住峰值大于5e/?3以上的峰如Q1Q8；如果前一次處理中有誤，可能提示一些信息于文件中，請(qǐng)注意處理，去誤存真)27. 進(jìn)行1523步，投Qn(Fourier峰較大者)28. 重復(fù)2527步驟，直到解出完整結(jié)構(gòu)模型(過(guò)程中可打開(kāi)LST文件查看進(jìn)行情況)三結(jié)構(gòu)修正29. 用EDIT打開(kāi)aaa.ins，并完成：刪去原子序號(hào)之前的HKLF 4

8、這一行(修正時(shí)，不允許在原子序號(hào)前有HKLF 4；但HKLF n可放在END的前一行), 以及機(jī)器自動(dòng)產(chǎn)生的REM行；在UNIT行后加入TEMP ? (單位已設(shè)為°C)一行；加入 SIZE (晶體的三維尺寸 ? ? ?，單位已設(shè)為mm)一行；在MERG 2前加REM；在OMIT 4前加REM30. 鍵入SHELXL aaa <cr> 31. 用EDIT打開(kāi)aaa.res，并將END后的WGHT行移到FVAR行之后，另存為同名的INS文件作為輸入的指令文件32. 重復(fù)3031步驟，完成同性修正。每一次修正后，均可打開(kāi)LST文件查看運(yùn)行情況。認(rèn)為合理時(shí)，COPY aaa.re

9、s zzz.res <cr> (另存文件，以備用)。必要時(shí)，記下同性(此時(shí))的R1和wR2因子(不要求完全收斂)33. 用EDIT打開(kāi)aaa.res，并將END后的WGHT行移到FVAR行之后，并在原子序號(hào)之前加入單獨(dú)的ANIS n一行(ANIS為異性修正，n為原子個(gè)數(shù)，可根據(jù)情況設(shè)定)，存為同名的INS文件(履蓋了原INS文件)34. SHELXL aaa <cr>35. 打開(kāi)LST或RES文件，不合理時(shí)，修正INS文件ANIS n的n, 重復(fù)進(jìn)行3233步，直到合理后進(jìn)行第36步36. 進(jìn)入XP程序，并加H。對(duì)C、N可理論加H，指令為HADD<cr>；對(duì)

10、其它原子，則需采用Fourier加H，即第16步為REAP aaa <cr>，第20步時(shí)投H原子37. FILE aaa, <cr> (保存文件)38. EXIT，<cr> (退出XP程序)39. 用EDIT打開(kāi)aaa.ins，并完成：更改 BOND 0.5為BOND $H將各個(gè)H原子移到相應(yīng)原子之后，在H原子前加AFIX n3一行，H原子之后加AFIX 0一行(有關(guān)n的規(guī)定，請(qǐng)查看SHELXL說(shuō)明書)；刪去原子序號(hào)之前的HKLF 4這一行(修正時(shí)，不允許在原子序號(hào)前有HKLF 4),以及機(jī)器自動(dòng)產(chǎn)生的REM行；如果非N、C原子仍不能找出H原子，可提高PLA

11、N后的數(shù)值(殘峰多一點(diǎn))40. 重復(fù)2930和3438步，繼續(xù)修正，以致H盡可能全部找出(如果實(shí)在找不出，應(yīng)在記錄本上說(shuō)明具體情況)41. 重復(fù)2930步，直到R1收斂，Shift/error最小(0.00?)，殘余峰小（<1e/?3）。此時(shí)，結(jié)構(gòu)精修工作完成。強(qiáng)烈建議將這時(shí)的文件另存一備份(可履蓋同性備份文件)，COPY aaa.res zzz.res四氫鍵查找氫鍵查找有多種方法，這里只是操作最簡(jiǎn)單的機(jī)器自動(dòng)產(chǎn)生方法42. 用EDIT打開(kāi)aaa.res，END后的WGHT行移到FVAR行之后，并在UNIT行后加入HTAB一行，存為同名的INS文件(履蓋了原INS文件)43. SHELX

12、L aaa <cr>44. 打開(kāi)LST文件，記錄下H鍵情況。并將H鍵情況拷貝到RES文件中的原子序號(hào)之前、BOND之后，并將它們編成HTAB O2 N2_$1形式($1為對(duì)稱性代碼，用EQIV在HTAB之前定義)，存編輯后的RES文件為INS文件(履蓋了原INS文件)45. SHELXL aaa <cr>46. 用EDIT打開(kāi)LST文件，核查用HTAB a b產(chǎn)生的H鍵是否全了和準(zhǔn)確(和機(jī)器HTAB產(chǎn)生的H鍵對(duì)比)（用HTAB a b產(chǎn)生的H鍵和用機(jī)器HTAB產(chǎn)生的H鍵的差別在于前者可直接寫入CIF文件中并在以后的處理中自動(dòng)產(chǎn)生H鍵表，而后者不能；同時(shí)，有時(shí)機(jī)器HTAB

13、產(chǎn)生的H鍵不合理，如一個(gè)給體同時(shí)與三個(gè)或以上受體產(chǎn)生H鍵，這必須依據(jù)H鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角用人工HTAB a b方式挑出正確的）47. 記錄下H鍵情況，以備畫圖之用五產(chǎn)生晶體學(xué)表48. 用EDIT打開(kāi)含H鍵命令的aaa.res，并完成：END后的WGHT行移到FVAR行之后；去掉LIST 行；在UNIT行之后加ACTA一行(以產(chǎn)生晶體學(xué)文件CIF和FCF)在ACTA行之后加TEMP(測(cè)量溫度)(21°C, 為TEMP 21)、SIZE各一行可在CONF前加REM另存為同名的INS文件(履蓋了原INS文件)49. SHELXL aaa <cr> (運(yùn)行之后將產(chǎn)生CIF和FCF兩個(gè)

14、文件)50. 用EDIT打開(kāi)CIF文件，輸入晶系、空間群、顏色、形狀、總衍射點(diǎn)數(shù)和Rint等參數(shù) 51. CIFTAB aaa (鍵入命令之前，可先關(guān)閉打印機(jī)，以免產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作)T<cr>注意：實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一規(guī)定，晶體學(xué)數(shù)據(jù)文本文件統(tǒng)一存為aaa.TXT；衍射點(diǎn)文件統(tǒng)一為aaa.SFT52. 用EDIT打開(kāi)aaa.res，在ACTA命令前加REM，以免產(chǎn)生誤操作，增加CIF文件48步的編輯工作。至此，結(jié)構(gòu)解析工作基本完畢(結(jié)構(gòu)解析還包括最小二乘平面的計(jì)算MPLA、畫圖等工作)六畫結(jié)構(gòu)圖53. 進(jìn)行1519步驟。其中，17步為READ ZZZ.RES(RES可省。ZZZ.RES為H鍵產(chǎn)生

15、前的文件)54. 畫ORTEP圖：JOIN 5 H；LABL 1 550；TELP 0 -5055. 畫堆積(PACKING)圖：MATR n(n = 1,2或3)；PBOX；PACK(其中有許多操作，最后記得選sgen/mol后退出); LABL 1 330; TELP CELL56. 畫特殊圖*實(shí)驗(yàn)室對(duì)原子的顏色和線條(ATYP)統(tǒng)一規(guī)定為：ATYP n $atom: n=1 for C; 2 for O; 3 for N; 4 for V, Mo or W; n=5 for Cu, Ni, etc. 8 for Cl or X; 3 for tetrahedron 7 for octah

16、edron.注意：畫圖的指令很多，可通過(guò)HELP獲得幫助。每一圖都應(yīng)輸入一文件名，文件名應(yīng)一目了然。如：BALL為球棒圖；ELL50(.PLT)為ORTEP圖；PKA為沿a軸的投影圖；PKB為沿b軸的投影圖；PKC為沿c軸的投影圖；HA為沿a軸的H氫鍵圖；1D為一維鏈圖等。如果是隨意的，應(yīng)在記錄本上記下對(duì)應(yīng)文件名的意義。說(shuō)明：在寫論文時(shí)，作為初稿，可用XP的VIEW/W 命令在屏幕上顯示圖后，用拷屏方法先嵌于文中。作為正式稿，則采用其它方式插入圖。常用方法有三：一是將圖打印出來(lái)，指令為XP下的DRAW ELL50 (ELL50為PLT文件)，后掃描成TIFF文件；二是XP下的DRAW ELL5

17、0.PLT文件為HPL文件，后在WINGX下轉(zhuǎn)化為PS文件，再用PHOTOSHOP轉(zhuǎn)化為TIFF文件；三是直接在DIAMOND下直接作圖，并將圖拷貝到PHOTOSHOP轉(zhuǎn)化為TIFF文件。三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，第一種方法的PLT圖文件很小，是TIFF文件的1/101/100，且圖像清晰，但要外部掃描。第二種方法將可在計(jì)算機(jī)內(nèi)直接操作，不需要紙，但產(chǎn)生了兩個(gè)較大的圖文件HPL和TIFF，且轉(zhuǎn)成黑白圖時(shí)原彩色圖不清晰。第三種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是圖像艷麗(也可設(shè)置成黑白圖)，適于畫多面體圖和制作幻燈片，但其指令較多，且文件非常龐大，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間足夠大時(shí)是很好的一種方法。(一般稿件要求提供TIFF圖或E

18、P圖，晶體學(xué)期刊要求提供HPL圖)七晶體學(xué)表WORD表格化57. 從WORD打開(kāi)aaa.txt文件，用表格相關(guān)命令將之轉(zhuǎn)化為WORD表格，并另存為aaa.doc文件aaa.ins文件的格式(常用)TITL -title up to 76 charactersCELL-wavelength in ? and unit cell in ? & degreeZERR-Z(number of molecule = unite-content/molecule-formula), cell esd'sLATT-lattice typeSYMM-symmetry operatorsSFAC

19、-to define scattering factor numbersUNIT-unit cell contents in the same orderSIZE-crystal dimensions, e.g. SIZE 0.61 0.039 0.023TEMP-temperature, e.g. temp 22L.S. n -n cycles full-matrix least-squaresACTA-CIF-output, bonds, Fourier peak searchOMIT h k l -to suppress bad reflectionsBOND $H(/0.5)-incl

20、uding H(/ or non-H) in bong lengths/angles tablesCONF-all torsion angles except involving HEQIV $1 -x+1, -y+1, -z- symmetry operationHTAB-H-bonds will be listed in the LST fileHTAB a d-(a is the acceptor, d is the donor. This command can code H-bonds into the CIF file.)HFIX m7 or m3-(7 for rotating model, 3 for riding model, and m see 'help HADD')BIND a b-to join atoms a and bRTAB H.D-to list the distance of H and D (e. g., RTAB H.D H1 O2_$1)RTAB AHD-to list the angle of H bonding (e.