Materials Studio教程_V01

创腾科技有限公司1MaterialsStudio教程初级培训班创腾科技有限公司MS产品技术部Copyright©2013,NeotridentTechnologyLtd.Allrightsreserved创腾科技有限公司21.MaterialsVisualizer的使用1.1管理Project当你在进行各种分子模拟工作的时候，MaterialsStudio软件会生成具有不同文件名以及不同后缀的文档。为使这些文档的管理工作变得更简单，MaterialsVisualizer有一个叫做ProjectExplorer的文件管理器，它与一些高级程序语言包如VC++的文档管理系统相似，你可以藉由这个管理器生成自己的文件夹和文档，并订制文档组织以帮助你纪录所做的工作。1.1.1Project的细目分类本节以一个Project为例，只用于示范目的，不牵涉到任何要完成的工作。在这个例子中，一个m-二甲苯已经被导入并进行了最小化，然后执行了动力学运算并对其进行了分析。现在对其进行细分来反映每一步在Project管理中的变化。a)输入m-二甲苯b)结构优化后，一个m-xyleneForciteGeomopt文件夹出现。最小化后的结构被放到了此文件夹下(以蓝色高亮显示)。m-xylene.txt文档包含了Forciteplus计算中的信息c)执行完动力学计算后，数据被放置到m-xyleneForciteDynamics文件夹下，m-xylene.xtd是轨迹文档，包含了动力学模拟情况。创腾科技有限公司3这是一个标准计算的布局图。每一个新的计算都基于前一个计算的结果，新的子文件夹将加入到文件树中。这就允许你按照文件树来查询试验路径。1.1.2使用自动保存MSModeling中有自动保存功能，会在指定的时间间隔内将文档的变化自动保存到硬盘上。如果你需要在一定时间内自动保存文件，那么请确定该选项被打开，如果必须的话，请设定两次更新之间的时间间隔。从Tools菜单中选择Options...。在General栏中，确保EnableAutoSave被选中，且时间间隔为10分钟。如果MSModeling被意外关闭，例如断电或者计算机重起，而在此之间你有一次机会保存工作，那么在重起之后就会有机会恢复当前Project最后一次自动保存时的文档。注意：恢复的选项只有一次，如果拒绝恢复自动保存文件，那么这些硬盘上的信息就会被删除。此外，你可以通过在FolderLocations栏中指定位置来手动恢复自动保存的文档。在Options中选择FolderLocations。检查AutoSave文件夹的默认位置。1.1.3输入模型下一步是输入一个模型，以查看它会出现在ProjectExplorer的哪一个层次上。输入文件后，会出现扩展名为.xsd的文件，其位置在ProjectExplorer中junior图标下的第一层。如果你没有看到扩展名，那么请在Windows文件浏览器的文件夹选项部分取消“隐藏文件扩展名”一项前的勾。创腾科技有限公司41.1.4产生表格文档生成一些文档进行处理。这可以通过运行粉末图案计算来快速完成。在这里不需要进行分析，因为我们的目的只是为了查看文档操纵。粉末衍射通过Reflex模块来实现。可以通过Modules菜单或者Modules工具栏访问该模块。从Modules工具栏或者Modules菜单选择Reflex工具，然后选择PowderDiffraction。由于不使用其结果进行任何科学研究，因此不需要改变任何参数。计算之后出现了两个文档，一个叫做.xsd，另一个为.xcd。其中.xcd为图表文件。在之后，我们会继续产生一个不同结构的图表，因此可以将当前结构和图表放置到一个文件夹内以保持ProjectExplorer整洁。1.1.5产生新文件夹并移动文档单击选择ProjectExplorer中的任何文件夹，NewFolder按钮将被激活。按下此按钮将生成一个新的文件夹，其名称默认为NewFolder，可以改变其名称以更适合。注意：新生成文件夹的位置有所选择文件夹确定在要移动的文档上按下鼠标左键，并将其脱拽到该文件夹中，放开鼠标，此文件即被移动到新文件夹内。1.1.6加入并重命名HTML文档MSModeling中也有一个重要功能，就是将HTML文档加入到Projects中。该文档可以在你工作的时候纪录实验的注释或计算设置。HTML文档比文本文档更有用，它允许将文本导入到任何支持HTML的文字处理程序中，同时它也更容易进行共享。如果你已经产生了一个文档，它会自动加入到当前所选的文件夹中。1.1.7保存一个Project现在有一些结果需要进行保存。从File菜单中选择SaveProject。所有的文档都被保存到Project中并且保持现有状态。如果你现在有一个包含有很多文档的Project，并且想保存所选的文档，那么请从File菜单中选择Save。1.1.8改变激活文档使用激活是MSModeling中的一个非常重要的经验。如果在工作区有很多文档打开，创腾科技有限公司5那么有时候就不知道那个文档是属于哪个文件夹。然而，使用激活方式可以很容易操纵它们。工作区的激活窗口在ProjectExplorer中用灰色显示，而它所属的文件夹则用黑体表示。1.1.9删除文档你也可以从Project中删除单个文档。通过在ProjectExplorer中选择要删除的文档，并且选择Delete按钮就可以删除单个文档了。删除某个文件夹的操作同上。1.2绘制简单分子在本小节中你将学习如何在MaterialsVisualizer中绘制结构。需要按照提供的详细指令来构造大量的简单有机分子。1.2.1生成一个3D文档点击file/New，选择3DAtomistic，在projectexplorer中生成一个3DAtomistic.xsd文件。1.2.2绘制苯酚在Sketch工具栏上单击SketchRing按钮，选择6member，并在3DAtomistic.xsd文件中单击左键以绘制一个6元环。注意：当你在绘制的同时按下Alt键，会绘制带虚线的六元环，表示在这里有部分双键的性质，即为芳香键。完成苯环之后，需要在其上加入一个氧原子，由于苯环中六个碳原子完全相同，因此可以在任何一个碳原子上加入氧原子。在Sketch工具栏上单击SketchAtom按钮，在任意碳原子上单击并拖拽生成氧原子。在Sketch工具栏上单击AutoHydrogen按钮自动为分子加入合适的氢原子，同时按下Clean按钮，以获得更具有化学合理性的分子结构。绘制完成后，可以用不同的观测工具对分子进行平移、旋转和缩放操作。1.2.3绘制双环戊二烯创腾科技有限公司6双环戊二烯经常被用到杀虫剂和除草剂的合成工艺中。首先在新文档中加入一个六元环（操作同上），然后再添加五元环。在Sketch工具栏上单击SketchRing按钮，选择5member，然后将鼠标移动到六元环的一个键上，当该键变为蓝色的时候按下鼠标左键，从而在该六元环上加入一个五元环结构。选择SketchAtom按钮，保证绘制原子为碳原子。在下图的1、2号原子之间连续单击以生成桥碳原子。选择3、4号键，并在BondType按钮中将其设置为双键。最后我们将为其加入合适的氢原子并对整个结构进行整理。得到的最终结构如下所示：1.2.4构造吡啶分子下一个要绘制的结构是2-氯吡啶。首先绘制一个芳香结构的六元环。除了通过选择工具选择并在相应菜单上改变分子的某些性质以外，还可以通过View菜单Explorer下的PropertiesExplorer管理器。打开PropertiesExplorer管理器，并在工作区用3Dviewer中的3DViewerSelectionMode选中某一个碳原子，在管理器中可以修改该原子相应的性质，例如将该原子的元素符号从C改变为N，那么这个原子将由碳原子变为氮原子，同时其分子量和相关参数也同时发生变化。此方法还可以用于改变分子、键等不同对象的性质。创腾科技有限公司7完成后，我们将为这个分子加入一个氯原子取代基，使用工具栏上的SketchAtom按钮，可以很轻松的加入一个氯原子。在自动加氢并进行整理之前，我们可以打开一个HTML文件记录相关的C-Cl之间的键长，以观察在整理前后键的变化情况。详细操作过程略。在进行记录以后，我们将为该分子自动加氢并进行整理。最终得到的分子结构如下图所示。1.2.5构造甲基乙酸甲脂其分子结构如下：我们不需要构造整个分子结构，一个很好的例子就是将原子加入到下列结构中，并生成相应的化合物。首先，我们必须构造如下分子：采用sketch工具构造中间体分子过程从略，在绘制双键的时候，可以将鼠标指到键的中心，在键变为蓝色的时候单击鼠标左键可以改变键级，重复此过程可以依次生成双键、三键，最后返回为单键。完成中间结构后，我们需要在两个碳原子之间加入一个氧原子并且删除连接两个碳原子的键。操作过程与以上操作相类似。创腾科技有限公司8完成后为结构自动加氢并进行整理，最后得到的结构如下图所示：1.3绘制卟啉分子卟啉分子是一个大环化合物，包含了4个吡咯分子，每个吡咯分子由碳原子连接起来。该分子是一个平面分子，并且是一个18p电子的共轭体系。卟啉在吡咯环上有多个边环，是自然界中一种非常重要的生命支撑化合物。其中一个例子就是亚铁血红素，铁卟啉复合物显示了动脉血液中的红色。在这个例子中，我们将构造porphine分子，该分子是所有卟啉分子的母体。1.3.1绘制一个五元环使用SketchRing按钮来绘制一个五元环。绘制完成后，按下Shift，同时选择单个C原子，并采用前面的方法将其替换为N原子。注意，在进行绘制的时候按下Shift将变为选择模式，而不是进行绘制。要取消选择，请在按下Shift的同时单击空白区域取消选择。1.3.2拷贝、粘贴、平移、旋转片断在这一部分，我们将进行三个片段的拷贝，并对其进行平移、旋转操作已得到其相应的位置。第一步需要选择一个片断。用3Dviewer中的3DViewerSelectionMode选择好五元环以后，使用拷贝、粘贴命令，将五元环复制到文档中。注意，同时按下键盘上的Shift和Alt键，并使用鼠标右键将对所选中的片段进行平移操作；按下键盘上的Shift健，并使用鼠标右键将对所选中的片段进行旋转操作(当鼠标沿着屏幕的边缘移动时，将绕Z轴进行旋转，在屏幕内沿着X轴移动时，将绕Y轴旋转，在屏幕内沿创腾科技有限公司9着Y轴移动时，将绕X轴旋转)。按以上方法将片段放置为以下形式：1.3.3连接片段选择SketchAtom工具，用碳原子将单个吡咯连接为完整的卟啉分子。1.3.4编辑键级现在我们已经绘制了所有的非氢原子，这时需要编辑相应的键级以获得最终的分子结构。现在有两种方法可以完成此操作，一是单独使用SketchAtom工具，单击某个单键改变该键的键级，此方法在只需要定义少量键的时候非常有用，但是对于要改变很多键的键级则需要使用第二种方法。在按下Shift的同时使用选择工具选择多个单键，并在Sketch/ModifyBondType工具上选择双键。1.3.5加入氢原子并整理结构对整个结构加入相应的氢原子并整理结构。如果在上一步中定义了正确数量的双键，那么在这一步里，每一个桥碳原子上会有一个氢原子，同时会有两个氮原子与两个氢原子相连，每个吡咯环上会有两个氢原子相连接。如果氢原子数目不对，请返回(4)并重新定义双键数目。创腾科技有限公司101.3.6改变显示风格并输出影像从DisplayStyle中可以改变分子的显示模型，并可以改变相应的球、棍的半径大小。从DisplayOption中可以改变整个文档显示的风格，包括背景色等。在完成显示风格修改之后，可以将屏幕上所看到的分子输出为.bmp文件，这样就可以将图片输入到其它程序中，或者使用与交流。从File菜单中选择Export命令，在文件类型部分选择.bmp，此时相应的Option选项被激活，在这里我们可以定义bmp文件的高度和宽度。设置完成后选择相应的文件夹，并单击Save按钮。注