单晶结构解析 作业

1.叙述你所了解的晶体生长的方法，适用范围及其优缺点。

答：我现在接触到的有溶液法、界面扩散法、气相扩散发、凝胶扩散法、水热法、溶剂热法、升华法、冷却法、提拉法等

（1）溶液法：从溶液中将化合物结晶出来是单晶生长的最常用形式，通过冷却或蒸发化合物的饱和溶液，让化合物结晶出来。要注意所用容器壁的光滑度、缓慢蒸发、过程要在非振动的环境中，适合互溶体系，接触不会立即产生沉淀的体系。

（2）界面扩散法：适用于化合物有两种反应物反应生成，而两种反应物可以分别溶于不同的（尤其是不太互溶的）溶剂中，可以用溶液界面这种方法。如果在界面处产生沉淀则可以适量加入中间缓冲层进一步降低扩散速率。

（3）蒸汽扩散法：操作比较简单，选择两种对目标化合物溶解度不同的溶剂A和B,且A 和B有一定的互溶性。把要结晶的化合物溶解在小容器中的溶解度大的溶剂中，将溶解度小的溶剂B放在较大的容器中。盖上盖子，大容器中的溶剂B就会扩散到小容器中，A、B 相互扩散，将小容器中的溶剂变为A和B的混合溶剂，从而降低化合物的溶解度，迫使它不断结晶出来。

（4）凝胶扩散法：适用于反应物L和M快速反应，并生成难容产物的情况，可以使用普通试管或U型管作为反应容器。

（5）水热法：如果要获得在溶剂中十分难容的化合物的晶体可以尝试水热法和溶剂热法。具体做法是将这些难溶的化合物与水溶液或有机溶剂一起放在密闭的耐高压容器中，将混合物加热到高温，容器中压力也可达到几百个大气压，导致很多化合物在超临界溶液中溶解并在慢慢降温过程中结晶。

（6）升华法：升华法能长出好的晶体。理论上，任何在分解温度以下的温度区间具有较大蒸汽压的固体物质均可采用这种非溶剂结晶方式来培养单晶。但是因为符合升华条件要求的物质不是很多以及其他因素，该方法比较少用。

（6）提拉法

2.SHELXTL主要子程序XPREP，XS，XLS，XP，XCIF的功能是什么？简

述结构解析流程。

答：XPREP程序主要用于利用经过还原的衍射数据，确定晶体的空间群、转换晶胞参数和晶系、对衍射数据进行吸收校正、合并不同科晶体的衍射数据、对衍射数据进行统计分析、画出倒易空间图和帕特森截面图、输出其他程序所需的文件等。用于对原始衍射数据进行预处理：当输入晶胞参数后，程序会根据数据的消光规律测定空间群；输入分子式后会产生元素表等，最后产生.PRP、.INS文件，以待往下解结构用。

XS程序是起始套产生程序，即用直接法（TREF）或帕特逊法（PATT）求出起始套，得到.RES文件。

XLS程序主要用于对已有粗结果的数据进行还原及最小二乘修正，用计算的数据Fc与观察的数据Fo作比较，两者愈接近则表示修正得愈好，R因子会下降。

XP程序用于检查XS和XL程序计算结果的图像界面，它把储存计算结果的文字文件code.res转换成直观的图形，并通过proj指令观看结构模型的立体结构，pick指令删除或命名原子，info指令列出原子和残峰的位置和强度，bang指令计算并显示指定的键长键角，pack指令观看堆积结构等。

XCIF程序主要用于产生.CIF文件

其解析流程如下：

3、详细介绍CIF文件的内容以及自己对其内容的了解。

答：CIF（crystallographic information file，CIF）主要内容包括：晶体结构测量过程的方法和参数、化合物的分子式、晶胞参数、空间群、全部原子坐标及其原子位移参数、精修结果的有关参数等。

CIF一般在最小二乘精修结构的最后阶段产生，例如在SHELXL程序中，只要在控制文件中加上指令“ACTA”就会在该次精修之后产生相应的CIF文件。不过，其中一些参数、文字等可能需要手工输入。

CIF文件中也可能出现各种错误，对其进行分类有A、B、C、G四类问题：

A类错误：严重问题。包括分子式错误，一些必要的数据没有给出（如吸收校正方法、透过率、晶体尺寸等），结构精修的收敛不好，违反化学原理的加氢等。

B类错误：潜在严重问题。包括化学键太长或太短，键长数据的误差太大，氢键的合理性，分子量是否正确，原子位移参数的最大/最小之间的差距太大等。

C类错误：需要检查的额问题。包括给出的相对原子质量与从坐标表计算的相对分子质量差别大于1个质量单位，氢键键长太短Rint大于0.10，溶剂分子中原子位移参数太大，金属原子位移参数太小，C-C键的标准估计偏差太大等。

G类错误：普通问题，需要检查。例如原子数量不一致（可能是氢原子缺失等）等。4、单晶结构分析结果主要由哪些参数表达？如何判断得到的是“合理”的结构？答：单晶结构分析结果主要由以下参数表达：晶胞参数、原子坐标参数、键长和键角、电子密度和结构振幅等。其中，晶胞参数、原子坐标参数、键长和键角等数据的准确度，通常采用最大可能的偏差值表示；结构振幅的计算值和实验值的偏差，常用偏差因子R表示，R 的数值小，表示结构的准确度高，从经验上看，一个粗略的模型，R=0.4左右即可进行修正，对正确的结构，通常R<0.25，经过精细修正，R可达到0.05以下。

判断得到的结构是否合理，可以根据如下几条：

①.LST中，MULTIPIED值应大于MAXIMUM值，且|MAXIMUM|值与|MINIMUM|值应接近；

②.LST中，各hkl的d/Sigma值应小于10（或在.INS中OMIT大于10的hkl值）；

③.LST中，Sqrt项的V值的头尾值应相近，即应调好权重值；

④一般原子的温度因子不能太大（应接近0.05）；

⑤Q原子的权重值不应太大，或其电子数不应大于1；

⑥R因子不应太大（一般在0.07以上）。