TOPOS4.0检查MOF拓扑简易操作流程

TOPOS4.0TOPOS4.0TOPOS4.0TOPOS4.0检查检查检查检查MOFMOFMOFMOF拓扑简易操作流程拓扑简易操作流程拓扑简易操作流程拓扑简易操作流程非澹泊无以明志，非宁静无以致远！1.下载下载下载下载与与与与安装安装安装安装topos4.0程序可以直接在网站上免费注册下载。除下载主程序之外，可以把网站提供的一些拓扑数据文件和说明帮助文件也同时下载。下载完成之后解压即可使用。注意注意注意注意：：：：需要把数据库文件依照扩展名不同分别放入TTD目录和TTO目录（若无此目录就新建之），这用于将来MOF的拓扑是否属于已知的拓扑类型。2.设定设定设定设定TTD和和和和TTO目录目录目录目录打开topos40.exe，出现如下界面：点击System按钮检查TOPOSparamaters，查看其中的数据库文件的路径是否正确，若不正确，修正之。3.检查拓扑检查拓扑检查拓扑检查拓扑类型类型类型类型的具体流程的具体流程的具体流程的具体流程(以HKUST-1为例来说明)(a)对于HKUST-1这个著名的MOF，我想大家都应该很熟悉了，这里就不多做介绍了。从CCDC数据库中得到HKUST-1的晶体结构，cif格式或者res格式都可以(个人比较喜欢res格式)。在HKUST-1晶体结构中，均苯三甲酸(BTC)连接paddle-wheel双核CuSBU构成了三维网络结构。对于它的拓扑，我们可以先做简单的评估，把BTC看成三连接的结点，同时把双核Cu看成四连接的结点。有了这些初步的简化，我们就可以利用topos4.0来检查其具体的拓扑类型了。(注意注意注意注意：：：：拓扑的类型决定于你简化的方式，不同的简化方式的得到拓扑类型可能完全不同)(b)直接把原始的cif或者res数据导入topos4.0来检查拓扑有时候不太方面，特别是对于以金属簇为结点的结构。因此我们可以在XP，或者Xseed程序中进行一下技术处理。如图所示，首先删除所有的游离水分子和H原子，这些对拓扑没影响；然后找到BTC苯环的中心，将其命名为新的C3，删除原先的C3；同样操作找到双核Cu的中心，命名为Cu1，删除原先的Cu1和O2；保存修改后的res文件。(c)将保存好的res文件导入到topos4.0中检查其拓扑类型。首先在topos4.0程序面板上点击新建按钮，新建一个*.cmp文件，此处为1.cmp(可以随意命名)。，点击Yes。输入代码，可以从1开始。点击面板上的Database——Import，选择刚才res文件，导入之，并添加到1.cmp文件中。若遇见此警告窗口，点Yes，此后topos4.0的窗口中会出现导入的res文件的文件头的代码，CCDC数据库给HKUST-1的代码为FIQCEN。双击此代码，可以查看HKUST-1的一些信息。(d)确定结点原子的配位数，按照刚才的简化，Cu1的配位数应该是4，C3原子的配位数应该是3。点击面板上的Program——AutoCN，出现如下画面，点击Options，可以进行一些具体的设置。对于HKUST-1，由于我们事先对结构做了处理，使得Cu—C键长变成2.5，超出了系统的默认值，所以需要设置Matrix面板中的Ranges，添加Cu—C2.50:2.52即可，其他可以保持不变，然后点确定，再点击run。此时面板中会出现一些信息，最下面的就是配位数的信息CoordinationnumbersforFIQCEN---------------------------------------------------------------------AtomCNSpvdWHbComposition01234---------------------------------------------------------------------C12000C1Cu120000C22000C220000C33000C330000Cu14000C440000---------------------------------------------------------------------C3是3配位，Cu1是4配位的，和我们简化的是一致的。关闭AutoCN窗口点击Yes。注意注意注意注意：：：：在某些情况下可能会有多出来的配位数，那时必须要检查，并除去多余的配位键。双击FIQCEN代码，弹出如下窗口，在此窗口中可以进行配位数的调整。在AdjacencyMatrix面板中会显示配位数情况（在未运行AutoCN之前，不会显示）点击+可以展开选项，查看具体的配位键信息。对于HKUST-1不需要做任何修改。(e)开始进行拓扑类型的检查，点击面板上的Program——ADS，出现如下画面，点击Options，在Continous中设置CentralAtoms，此例中只需要选定C和Cu即可，其他选项用默认值即可。点击Ok，然后点击运行，出现如下窗口，按键盘上的Insert键将C(3)和Cu(1)，这是我们设定的结点原子，点击Ok。此后ADS面板中出现大量的信息，最下方会给出拓扑信息，这与文献报道的是一致的：Vertexsymbolsforselectedsublattice--------------------------------------C3Point(Schlafli)symbol:{6^3}Extendedpointsymbol:[6.6.6]--------------------------------------Cu1Point(Schlafli)symbol:{6^2.8^2.10^2}Extendedpointsymbol:[6(2).6(2).8(2).8(2).10(4).10(4)]--------------------------------------Point(Schlafli)symbolfornet:{6^2.8^2.10^2}3{6^3}43,4-cnetwithstoichiometry(3-c)4(4-c)3;2-nodalnetTopologicaltype:tbo/twistedboracite(topos&RCSR.ttd){6^2.8^2.10^2}3{6^3}4-VS[6.6.6][6(2).6(2).8(2).8(2).12(2).12(2)](67358typesin9databases)如果希望得到简化后的拓扑图，需在Option中Common面板中把SaveCentroisd选中，再次运run。点击Yes，任意输入一个代码，OK，同前操作，结束后弹出一个新窗口，注意注意注意注意：：：：现在的是D:\1_c，原先的是D:\1，这二者是不同的。点击面板中的画笔按钮，出现做图界面，具体的做图操作，这里不详细介绍，如有兴趣可以参考软件说明书。再次点击做图界面中的画笔按钮，即可看见拓扑图。但是我们会发现，其中多了一个结点原子Sc，这是因为在HKUST-1中Cu1和C3并不是直接相连的，因此topos4.0在Cu和C原子之间加了一个原子，这对拓扑并没有影响。可以通过简单的操作把Sc原子隐藏起来，点击Select——Fromlist，出现如下的窗口，点击Element，点击Sc，然后点击Ok，Ok，此时Sc原子变成黄颜色，然后点击，这样就把Sc隐藏了。Topos4.0中的图形设置是很丰富，具体需要查看说明书，慢慢摸索。到此检查拓扑的工作基本完成了，可以关闭所有的程序窗口了。