晶体结构解析步骤

晶体结构解析步骤StepstoCrystallographicSolution(基于SHELXL97结构解析程序和DOS版SHELXTL画图软件。在DOS下操作)1.每一个晶体数据必须在D:/STRUCT下建立一子目录(如D:\STRUCT\AAA)，并将最初的数据备份一份于AAA目录下的子目录ORG;2.此处用了STRUCT.BAT批文件，它存在于C:\根目录下，内有path=c:\nix;c:\exe;d:\struct;c:\windows\system32(struct为工作目录，exe为SHELXL97程序，nix为SHELXTL画图)3.在了解DOS下操作之后，可在WIN的WINGX界面下进行结构解析工作，画图可用XP或DIAMOND软件进行。一.准备1.检查是否有inf、dat和f2(设为sss.f2)文件2.用EDIT或记事本打开dat或inf文件,并于记录本上记录下相关数据(下面所说的记录均指记录于记录本上)：⊕从%crystaldata项中，记下晶胞参数及标准偏差(cell)；晶体大小(crystalsize)；颜色(crystalcolor)；形状(crystalhabit)；测量温度(experimenttemperature)；⊕从Rmerge项中，记下Rint＝?.????%；⊕从totalreflections项中，记下总点数；⊕从uniquereflections项中，记下独立点数3.双击桌面的DOS图标(或Win2000与WinNT的“命令提示符”)4.键入STRUCT(属于命令，大小写均可。下同)5.进入欲处理的数据所在的文件夹(上面的1~2工作也可在这之后进行)6.键入XPREPsss.f2(屏幕显示DOS的选择菜单)7.选择[4]，回车(下记为cr)8.输入晶胞参数cr(建议在一行内将6个参数输入，核对后cr)9.一系列运行(对应的操作动作均为按cr)之后，输入分子式(如,Cu2SO4N2C4H12。此分子式仅为估计之用。注意：反应中所有元素都应尽可能出现，以避免后续处理的麻烦)cr10.退出XPREP运行之前，机器要求输入文件名，此时一定要输入文件名，且不与初始的文件名同名。另外，不要输入扩展名。如可输入aaacr11.检查是否产生有PRP、PAR和INS文件(PRP文件内有机器对空间群确定的简要说明)12.更名：RENaaa.f2aaa.hkl13.用EDIT或记事本打开aaa.ins文件，在第二~三行中，用实际的数据更改晶胞参数及其偏差(注意：当取向改变了，晶胞参数也应随之对应)，波长用实际波长。二．解结构14.键入SHELXSaaa或XSaaa，cr(INS文件中,TREF为直接法，PATT为Pattersion法)15.XP，cr(进入XP程序)(可能产生计算内址冲突问题，注意选择处理)16.READorREAPaaacr(aaa.res为缺省值，若其它文件应是文件名.扩展名，如aaa.ins)注意：17.FMOL,cr(不要H原子时，为FMOLLESS$H，或FMOL后，KILL$H,cr)(读取各参数，屏幕上显示各原子的键合情况)18.MPLN/N,cr(机器认为最好取向)19.PROJ,cr(随意转动，直至你认为最理想取向)20.PICK，cr(认为合理的位置投相应原子，如C原子键入C8，注意序号不能重复；不合理的用cr剔除，暂时不确定用空格键放弃，完成或不再投原子时键入/)21.SORT……..cr(排序)如，SORT$Cu$N$C$Hcr22.FILEaaa,cr(保存文件)23.EXIT，cr或QUIT，cr(退出XP程序)24.打开aaa.ins，删去原子序号之前的HKLF4这一行以及机器自动产生的REM行(借助WINGX界面不会产生这一问题)25.键入SHELXLaaacr(此时的目的是用Fourier峰和差值Fourier峰找其它原子)26.用EDIT或记事本打开aaa.LST文件(查看Fourier峰的大小，记住峰值大于5e/Å3以上的峰如Q1~Q8；如果前一次处理中有误，可能提示一些信息于文件中，请注意处理，去误存真)27.进行15~23步，投Qn(Fourier峰较大者)28.重复25~27步骤，直到解出完整结构模型(过程中可打开LST文件查看进行情况)三．结构修正29.用EDIT打开aaa.ins，并完成：⊕删去原子序号之前的HKLF4这一行(修正时，不允许在原子序号前有HKLF4；但HKLFn可放在END的前一行),以及机器自动产生的REM行；⊕在UNIT行后加入TEMP??(单位已设为C)一行；⊕加入SIZE(晶体的三维尺寸????????????，单位已设为mm)一行；⊕在MERG2前加REM；在OMIT4前加REM30.键入SHELXLaaacr31.用EDIT打开aaa.res，并将END后的WGHT行移到FVAR行之后，另存为同名的INS文件作为输入的指令文件32.重复30~31步骤，完成同性修正。每一次修正后，均可打开LST文件查看运行情况。认为合理时，COPYaaa.reszzz.rescr(另存文件，以备用)。必要时，记下同性(此时)的R1和wR2因子(不要求完全收敛)33.用EDIT打开aaa.res，并将END后的WGHT行移到FVAR行之后，并在原子序号之前加入单独的ANISn一行(ANIS为异性修正，n为原子个数，可根据情况设定)，存为同名的INS文件(履盖了原INS文件)34.SHELXLaaacr35.打开LST或RES文件，不合理时，修正INS文件ANISn的n,重复进行32~33步，直到合理后进行第36步36.进入XP程序，并加H。对C、N可理论加H，指令为HADDcr；对其它原子，则需采用Fourier加H，即第16步为REAPaaacr，第20步时投H原子37.FILEaaa,cr(保存文件)38.EXIT，cr(退出XP程序)39.用EDIT打开aaa.ins，并完成：⊕更改BOND0.5为BOND$H⊕将各个H原子移到相应原子之后，在H原子前加AFIXn3一行，H原子之后加AFIX0一行(有关n的规定，请查看SHELXL说明书)；⊕删去原子序号之前的HKLF4这一行(修正时，不允许在原子序号前有HKLF4),以及机器自动产生的REM行；⊕如果非N、C原子仍不能找出H原子，可提高PLAN后的数值(残峰多一点)40.重复29~30和34~38步，继续修正，以致H尽可能全部找出(如果实在找不出，应在记录本上说明具体情况)41.重复29~30步，直到R1收敛，Shift/error最小(0.00?)，残余峰小（1e/Å3）。此时，结构精修工作完成。强烈建议将这时的文件另存一备份(可履盖同性备份文件)，COPYaaa.reszzz.res四．氢键查找氢键查找有多种方法，这里只是操作最简单的机器自动产生方法42.用EDIT打开aaa.res，END后的WGHT行移到FVAR行之后，并在UNIT行后加入HTAB一行，存为同名的INS文件(履盖了原INS文件)43.SHELXLaaacr44.打开LST文件，记录下H键情况。并将H键情况拷贝到RES文件中的原子序号之前、BOND之后，并将它们编成HTABO2N2_$1形式($1为对称性代码，用EQIV在HTAB之前定义)，存编辑后的RES文件为INS文件(履盖了原INS文件)45.SHELXLaaacr46.用EDIT打开LST文件，核查用HTABab产生的H键是否全了和准确(和机器HTAB产生的H键对比)（用HTABab产生的H键和用机器HTAB产生的H键的差别在于前者可直接写入CIF文件中并在以后的处理中自动产生H键表，而后者不能；同时，有时机器HTAB产生的H键不合理，如一个给体同时与三个或以上受体产生H键，这必须依据H键的键长和键角用人工HTABab方式挑出正确的）47.记录下H键情况，以备画图之用五．产生晶体学表48.用EDIT打开含H键命令的aaa.res，并完成：⊕END后的WGHT行移到FVAR行之后；⊕去掉LIST行；⊕在UNIT行之后加ACTA一行(以产生晶体学文件CIF和FCF)⊕在ACTA行之后加TEMP(测量温度)(21C,为TEMP21)、SIZE各一行⊕可在CONF前加REM⊕另存为同名的INS文件(履盖了原INS文件)49.SHELXLaaacr(运行之后将产生CIF和FCF两个文件)50.用EDIT打开CIF文件，输入晶系、空间群、颜色、形状、总衍射点数和Rint等参数51.CIFTABaaa(键入命令之前，可先关闭打印机，以免产生错误动作)Tcr…注意：实验室统一规定，晶体学数据文本文件统一存为aaa.TXT；衍射点文件统一为aaa.SFT52.用EDIT打开aaa.res，在ACTA命令前加REM，以免产生误操作，增加CIF文件48步的编辑工作。至此，结构解析工作基本完毕(结构解析还包括最小二乘平面的计算MPLA、画图等工作)六．画结构图53.进行15~19步骤。其中，17步为READZZZ.RES(RES可省。ZZZ.RES为H键产生前的文件)54.画ORTEP图：JOIN5＄H；LABL1550；TELP05055.画堆积(PACKING)图：MATRn(n=1,2或3)；PBOX；PACK(其中有许多操作，最后记得选sgen/mol后退出);LABL1330;TELPCELL56.画特殊图*********************************实验室对原子的颜色和线条(ATYP)统一规定为：ATYPn$atom:n=1forC;2forO;3forN;4forV,MoorW;n=5forCu,Ni,etc.8forClorX;3fortetrahedron7foroctahedron.注意：画图的指令很多，可通过HELP获得帮助。每一图都应输入一文件名，文件名应一目了然。如：BALL为球棒图；ELL50(.PLT)为ORTEP图；PKA为沿a轴的投影图；PKB为沿b轴的投影图；PKC为沿c轴的投影图；HA为沿a轴的H氢键图；1D为一维链图等。如果是随意的，应在记录本上记下对应文件名的意义。说明：在写论文时，作为初稿，可用XP的VIEW/W命令在屏幕上显示图后，用拷屏方法先嵌于文中。作为正式稿，则采用其它方式插入图。常用方法有三：一是将图打印出来，指令为XP下的DRAWELL50(ELL50为PLT文件)，后扫描成TIFF文件；二是XP下的DRAWELL50.PLT文件为HPL文件，后在WINGX下转化为PS文件，再用PHOTOSHOP转化为TIFF文件；三是直接在DIAMOND下直接作图，并将图拷贝到PHOTOSHOP转化为TIFF文件。三种方法各有优缺点，第一种方法的PLT图文件很小，是TIFF文件的1/10~1/100，且图像清晰，但要外部扫描。第二种方法将可在计算机内直接操作，不需要纸，但产生了两个较大的图文件HPL和TIFF，且转成黑白图时原彩色图不清晰。第三种方法的最大优点是图像艳丽(也可设置成黑白图)，适于画多面体图和制作幻灯片，但其指令较多，且文件非常庞大，在计算机存储空间足够大时是很好的一种方法。(一般稿件要求提供TIFF图或EP图，晶体学期刊要求提供HPL图)七．晶体学表WORD表格化57.从WORD打开aaa.txt文件，用表格相关命令将之转化为WORD表格，并另存为aaa.doc文件aaa.ins文件的格式(常用)TITLtitleupto76charactersCELLwavelengthinÅandunitcellinÅ°reeZERRZ(numberofmolecule=unite-content/molecule-formula),cellesd'sLATTlatticetypeSYMMsymmetryoperator