diamond--教程系列

第一章Diamond3界面选项的功能介绍在本章中我们首先介绍一下一个典型的diamond3界面上所有选项的基本功能。一个典型的diamond3的界面打开C:\ProgramFiles\Diamond3\Tutorial\文件夹中的pyrene.cif文件（上图所示）。第一节File菜单系列1.1File菜单简介File菜单系列，包括Windows系统常规的几种选项（如图2所示。）图1.2File菜单系列1.2常用选项1.2.1Open选项点击该选项，可以看到diamond3可以打开的所有文件类型（如图3所示）。图1.3Diamond3支持的阅读格式前三项是该公司开发的Diamond及Endeavour软件的默认格式。其中Cif文件格式最为通用。ICSD/Crystin及CSD-FDat是两个晶体学数据库输出的文件格式。ProteinDataBank格式表示支持蛋白质晶体数据库文件。常用的格式还包括笛卡儿xyz座标格式，这在构建特殊结构模型时极为便利，比如我们会在后面章节中提到的螺旋体的构建。1.2.2Save选项这里默认的保存格式是Diamond3Document（*.diamdoc）格式。1.2.3Saveas选项共包括三个次级选项：图1.4Diamond3Saveas的三个次级选项在实际应用中，前两项功能相似，我们以SaveDocumentAs为例进行介绍：SaveDocumentAs提供14种文件格式：图1.5Diamond3支持的14结构储存格式前三项为该公司开发的结构文件格式，常用的为第一项*.diamdoc。通常在我们处理一个较为复杂的结构时，一次无法完成或者以后仍需要修改时，必须保存成该格式。该格式详细保留了您的一切设置（分子模型的模式、原子的半径颜色、键长等），demo版不提供该格式的保存。其它格式则通常并不实用。需要指出的是，有时为了统计自建模型（比如在抽象拓扑结构时，统计两种或多种拓扑类型的比例）中原子的个数及比例，可以保存为cif格式。图1.6Diamond3支持的6种图片储存格式SaveGraphicAs:本功能提供了图片保存功能，共包含了6种图片格式。我们通常需要使用的是bmp格式（位图格式，文件通常较大，在word中缩放会导致分辨率降低）、jpg格式（文件较小，在winoffice软件中可以任意缩放而不改变分辨率）、tif格式（是很多杂志要求的图片格式，易于编辑和处理）。为实现diamond与3DMax软件的交叉使用，还需要掌握另外一种文件保存格式，即wrl格式，该格式也保留了创作者构建的所有信息，而不只是结构单元。第二节Edit菜单系列2.1Edit菜单简介Edit菜单主要包括结构及其模式类型的选择、复制和粘贴图2.1Edit菜单主要选项2.2常用功能2.2.1Undo与Redo典型的windows界面选项，不需要过多说明，只是要注意，在计算机内存较小而图片由异常复杂时，可能造成死机。2.2.2Copy及Paste选项本功能提供了两种功能（1）复制屏幕所显示的图片，可以粘贴在其它文档中，比如常用的office文档中。图2.2Copy选项的结构复制功能（2）复制屏幕显示的结构包括各种详细信息，粘贴到另一个打开的diamond3文档中，该功能可以实现结构的对接，但是必须要注意的是不同结构可能由于空间群的不同无法实现对接，这是可以采用如下的方法：新建一个空文档打开C60结构文件：调解两个窗口的大小以适合显示：直接复制C60结构，粘贴到pyrene文档中，无法实现，相反的复制-粘贴过程也被警告无法进行。提示如下（图2.3）：图2.3结构复制时对称操作信息必须考虑图2.4结构复制时消除对称操作通过对pyrene文档StructureRemoveTranslationalSymmetry（图2.4）消除了对称操作后，选择，复制并粘贴C60结构，得到如下结果：图2.5结构的对接很明显，这时新的结构并没有任何对称操作，需要增加对称操作。那么，反过来，将消除了对称操作的pyrene粘贴到C60文档中，仍然不被允许。对接的技巧，读者可以自己试验，这样不必在设计结构时一个一个原子的输入，大大节省了我们的时间。Paste选项仅仅能实现结构的粘贴，并不能实现外部数据（如图片或结构）的导入。2.2.3CopyStyle及PasteStyle选项：该选项可以实现将某些设定好的类型选项直接通过类似Word中格式刷的功能进行类型更换。操作起来可以首先选择某个原子或键，然后点击CopyStyle，然后再选择一些原子或键，点击PasteStyle：图2.6右键点选下的CopyStyle操作图2.7PasteStyle操作图2.8CopyPasteStyle操作后的效果由于我们在PasteStyle操作中选择了部分H原子，使得这部分的原子的颜色和半径都和碳原子一样，但仍需注意，Style的复制粘贴只限于原子或键的格式，并不能复制粘贴原子的种类，换句话说，那些氢原子格式发生了改变，但仍是氢原子。这两种功能在细化处理时很有效，不必一个一个原子的去设置，同时又避免了大面积选择时的失误操作。2.2.4Select系列操作：Selectall就不必介绍了；InvertSelection是常用的功能，比如我们在处理一个很复杂的结构时，需要改变其中一个较大部分的类型，很明显，Selectall无法实现，而一一选择费时且在diamond中目前仍必须按住Ctrl，才可以复选或多选原子，数目太多，容易前功尽弃，这时，我们可以通过先选择较少部分，然后InvertSelection来实现。SelectMolecule(s)该功能中所说的分子并不等同于在其它软件中的分子。本软件中，只要成键，就被认为是分子中的一部分，同时，一个分子中的部分如果键被打断则被认为是不同分子。这种功能非常实用，尤其是在配位聚合物的结构分析中。图2.8例图如图2.8中所示的红色键，是人为加入的一条键，当左键点击选择相互连接的两个分子时，程序认为这其实是一个分子。图2.9右键点选下的SelectMolecule(s)操作图2.10SelectMolecule(s)操作效果图该功能的快捷操作还可以用鼠标右键中的SelectMolecule(s)选项：图2.11左键点选下的SelectMolecule(s)快捷操作LassoSelection该功能与Photoshop、Chemdraw的功能非常相似，可以实现精挑细选，而不像按住左键进行方框选择功能那样笨拙，操作时，和其它软件一样，选择完毕后必须回到出发点才结束一次选择。图2.12右键点选下的LassoSelection操作图2.13LassoSelection操作轨迹图第三节View系列菜单3.1View系列菜单简介该系列菜单包含了所有“查看”信息，包括操作文档的大纲及缩略图、晶体学参数及列表、原子及键的信息列表（其中还可以进行选择）、粉末图显示、数据/图片切换等功能。3.1典型的View操作界面3.2常用选项介绍3.2.1Navigation和Thumbnails这两项功能分别提供了目录（大纲）和缩略图功能。图3.2Navigation效果图图3.3Navigation选项Navigation后在左侧显示出了各个菜单的名称主要包括五项。☻点击Structurex可以显示当前操作的结构图：图3.4点击Structurex效果☻点击Datasheet可以显示该结构的晶体学信息：图3.5Datasheet列表信息这些信息可以打印或直接拷贝到其它文档处理软件，并直接列表，这些信息可以直接用于文章的发表。比如，选择-复制-拷贝到本教程后的信息如下：表3-1Datasheet列表信息GeneralOriginCodeStructure1DatabasedatesCommonnameSystematicnameStructuralformulaAnalyticalformulaBibliographicdataAuthor(s)PublicationtitleCitationMineralnameCompoundsourceStructuretypeCreationmethodCreatedwithDiamondv2.0CommentsPhasedataFormulasumH40C64Formulaweight809.02g/molCrystalsystemmonoclinicSpace-groupP121/a1(14)Cellparametersa=12.3027Åb=9.9879Åc=8.2206Åβ=96.40°Cellratioa/b=1.2318b/c=1.2150c/a=0.6682Cellvolume1003.83Å3ZCalc.density1.33821g/cm3Meas.densityMeltingpointRAllRObsPearsoncodemP104FormulatypeN5O8Wyckoffsequencee26Atomicparameters，Anisotropicdisplacementparameters,inÅ2列表限于篇幅，不再列出。☻点击Distance/angles，则给出一格相当详细的信息表。表3-2Distance/angles操作界面说明Selectatom(type)s可以选择参与列表的原子种类Unit表示选择范围的单位，?表示埃，下面依次是皮米和纳米DminDmax表示选定的原子该范围球壳范围内的所有原子，默认值是0-2.5Å。angle该选项提供了在设定球壳内与之相关的原子所组成的夹角，具体操作见后面说明。d1,2and1,3该选项只能与angle选项共同使用，不能单独选择，列出了在angle选项中构成角度的三个原子间的距离Count对选型范围内重复出现的原子累计计数，在选择的半径较小时，一般为1×，如果调大Dmax，有的原子可能在该范围内出现多次，表示为2×，3×等。Symmetryop.列出对称操作AtomcodeH10C14135550111.0664红字部分就是原子代码Coordinate原子坐标StandardUncertainties选择该项会使得2.0295数值显示成2.0295(25)，25就是s.u.值，(s.u.值)但前提是胆经数据本身必须提供该值，否则程序不会计算该值。Angle使用说明：在前面我们看到（以H10为例）在H10为原点的0-2.5Å范围内共有六个原子，使用angle功能后，明显六个原子的所有组合被列出，共C26种情况。表3-3H10为原点的0-2.5Å范围内的原子列表H10C141.0664C132.1324C12.1646H62.3792H12.4833H92.4905表3-4Angle选项使用后列表H10C14C1334.813C14C134.731C14H699.120C14H160.908C14H990.114C13C169.534C13H6119.204C13H195.708C13H955.309C1H677.667C1H126.177C1H9124.796H6H163.198H6H9129.893H1H9150.899为了查明这些原子是如何操作而得到的，我们可以选择Symmetryop.就可以得到如下表所示的结果。表3-5Symmetryop.后得到的含对称操作的角度列表H10C14x,y,zC13x,y,z34.813C14x,y,zC1x,y,z34.731C14x,y,zH60.5+x,-0.5-y,1+z99.120C14x,y,zH1x,y,z60.908C14x,y,zH9x,y,z90.114C13x,y,zC1x,y,z69.534C13x,y,zH60.5+x,-0.5-y,1+z119.204C13x,y,zH1x,y,z95.708C13x,y,zH9x,y,z55.309C1x,y,zH60.5+x,-0.5-y,1+z77.667以下略………………☻点击Powderpattern可以得到模拟的xrd