单晶结构分析 用SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法
SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法
y
z
占有率 温度因子
C1 1 0.155832 0.182795 0.318988 11.00000 0.00001
温度因子： 原子是否正确 过大： 偏重 过小： 偏轻
B 进一步精修：
主体结构的确定
各向异性： ANIS 针对温度因子
ANIS 温度因子用六个参数表示，原子的热振动为 取向的三轴椭球
进行这步操作，可以大幅降低R1值和goof值
e 点refine菜单，系统会提示有Q 峰没命名，并 选择所有Q 峰，顺序与原来顺序相同
•删除原子或（Q）峰的方法： a 光标指在欲删除位置（原子或键） ，点K 键
b 光标指在欲删除位置，右手键点Bonds and Angles，再在对话框中点“Delete”
c 光标指在欲删除位置，右手键点“Delete” d 先选择，再点Select菜单中的Kill selected e 在ins文件删除
Most Disagreeable Reflections (* if suppressed or used for Rfree)
m 是一或两位数，指定氢的类型： =1 叔-H， =2 仲-H， =3（或13） 伯-H， =4 芳-H， =8（或14） X-O-H， =9 X=CH2或X-NH2， =15 笼状B-H
n 是一位数，指定固定的类型： =1 坐标、占有率、位移因子固定， =2 占有率、位移因子固定， =3（或7） 坐标固定， =4 同3，但允许修正X-H的键长（方向固定）
4.INS文件的建立和更新
结构解析和精修的过程，是ins文件建立和不 断更新的过程，这主要是下列过程实现的：
xprep、xshell—refine、xl、xp、edit、copy
单晶结构解析总结.
INS文件的建立和更新
结构解析和精修的过程，是ins文件建立和 不断更新的过程，这主要是下列过程实 现的： xprep、xshell—refine、xl、xp、edit、 copy
参数
R1 残差因子
衡量结构模型与真实结构的差异
wR或wR2 加权重的残差因子（计算方法的差异）
数据好的结构，一般可以可以精修到wR2 <0.15，而
4、XL （各向同性修正）（或差值F峰合成）；
(1) 计算更新后的.ins文件或前边XL精修的结果，产生新 的.res（结果文件）和.lst文件（记录精修过程）
(2) 精修的参数 a 原子坐标（general positions
ห้องสมุดไป่ตู้
b 原子的位移参数(atomic displacement parameters)
单晶结构分析电子教案
第五章 用SHELXTL程序 进行结构分析的方法
H H HO HO HO OH O
H H H
OH
一 、 晶体学基本常识介绍
1. 单晶 2. 单晶的培养 3. 晶胞参数
4. 七大晶系、14种点阵、32个点群、
230个空间群
1. 晶体的选择与安置
2. 测定晶胞数据与基本对称性
二
3. 测定衍射强度数据
c 一个总标度因子 一个将实验中获得的衍射强度数 据校正为理论计算得到的F（000）一致的比例参数 d 其它可能参加的精修参数 无序结构中的占有率、消光效应参数、Flack参数等
H原子一般不参与精修，在结构精修中，往往被挷在与
它键合的原子（母原子）上，赋于是母原子1.2 ~1.5倍的 各向同性原子位移参数
几个参数：
•
• •
SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法
数据后处理
对计算结果进行进一步的分析和处理，以满足特定需求或提高结果的可用性。
06
未来发展与展望
新技术与算法的引入
01
人工智能与机器学习
利用机器学习算法对晶体结构数据进行训练，提 高预测精度和效率。
02
云计算与分布式计算
借助云计算资源，实现大规模晶体结构分析的计 算和存储。
程序性能的优化与提升
05
常见问题与解决方案
计算速度慢的解决方法
01 优化算法
采用更高效的算法来加速计算过程。
02 使用更强大的计算机
利用具有更高计算能力的计算机进行计算。
03 并行计算
将计算任务分解为多个子任务，并使用多核处理 器或分布式计算系统同时处理这些子任务。
结果不准确的解决方法
提高输入数据的质量
01
Байду номын сангаас
确保输入数据的准确性，特别是原子坐标和晶胞参数。
晶体结构可以通过X射线晶体学、中子衍射、电子显微 镜等技术进行测定。
晶体结构分析的重要性
晶体结构分析是理解物质性质的基础，有助于揭 示物质的组成、结构和性质之间的关系。
通过晶体结构分析，可以深入了解物质的物理、 化学和生物学性质，为材料科学、药物研发、环 境科学等领域提供重要依据。
晶体结构分析的基本步骤
Shelxtl程序进行晶 体结构分析的方法
目录
• Shelxtl程序简介 • 晶体结构分析基本原理 • Shelxtl程序进行晶体结构分析的方
法 • 实例分析与应用 • 常见问题与解决方案 • 未来发展与展望
01
Shelxtl程序简介
程序起源与历史
起源
Shelxtl程序最初由英国谢菲尔德大学的科学家开发，旨 在提供一种高效、准确的晶体结构分析工具。
单晶结构解析讲义完美版
单晶结构解析讲义完美版晶体结构解析1.Shelxtl 使⽤流程※解析原始⽂件有hkl⽂件（或raw⽂件），包含衍射数据；p4p⽂件，包含晶胞参数※为⼀个晶体的数据建⽴project，该项⽬下所有⽂件具有相同的⽂件名；⼀旦在XPREP 中发⽣hkl⽂件的矩阵转换，则需要输出新⽂件名的hkl等⽂件，因此要建⽴新的project。
※⾸先运⾏XPREP，寻找晶体的空间群※然后运⾏XS，根据XPREP设定的空间群，寻找结构初解※在Xshell中观察初解是否合理，如不合理，需重回XPREP中设定其他的空间群2.Xshell 使⽤流程※找出重原⼦或者确定性⼤的原⼦※找出其余⾮氢原⼦※精修原⼦坐标※精修各项异性参数※找到氢原⼦(理论加氢或差值傅⾥叶图加氢)※反复精修，直到wR2等指标收敛。
最后的R1<0.06(0.08) wR2<0.16(0.18)※通过HTAB指令寻找氢键，判定氢的位置是否合理，并且将相关氢键信息通过HTAB和EQIV指令写进ins⽂件中※将原⼦排序(sort)3.cif ⽂件⽣成和检测错误流程※在步骤1、2完成后，在ins⽂件中加⼊以下三条命令bond $Hconfacta※此时⽣成了cif和fcf⽂件，将cif⽂件拷贝到planton所在⽂件夹中检测错误，也可以通过如下在线检测⽹址：/doc/aaaed6d749649b6648d74737.html /services/cif/checkcif.html※根据错误提⽰信息，修改或重新精修，将A、B类错误务必全部消灭，C类错误尽量消灭。
4.Acta E 投稿准备流程投稿前，请务必切实做好如下⼯作：※按步骤1、2、3解析晶体并⽣成相应cif和fcf⽂件。
※准备结构式图(Chemical structural diagram)、分⼦椭球图(Molecular ellipsoid diagram)和晶胞堆积图(Packing diagram)，最好是pdf格式。
单晶结构解析
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材料科学与化学工程学院
2) 用XS程序定出结构雏形（初始套） 一般先试直接法，再试Pattson法，用什么方法 是通过改变Edit .ins文件中的指令来实现的 直接法：
TITL 020908b in C2/c CELL 0.710730 30.1927 8.5175 13.9108 90.0000 95.1300 90.0000 ZERR 8.00 0.0146 0.0042 0.0071 0.0000 0.0100 0.0000 LATT 7 SYMM -X, Y, 0.5-Z SFAC C H N O Cr UNIT 144 112 24 56 8 TEMP 25 TREF HKLF 4 END
2012-8-26
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材料科学与化学工程学院 SPACE GROUP DETERMINATION …… Mean |E*E-1| = 0.713 [expected .968 centrosym and .736 non-centrosym] Chiral flag NOT set
Systematic absence exceptions: b-c-n-21-N 247 240 237 6 N(I>3s)231 224 221 4 <I> 113.3 120.8 139.2 0.8 <I/s> 28.7 27.3 28.2 9.3 Option Space Group No. [A] P222(1) #17 [B] P2(1)2(1)2 #18 Select Option [B] : -c156 144 187.9 29.5 -a155 141 194.4 29.3 CSD 26 359 -n153 127 108.3 23.5 -216 0 0.1 1.3 --a 74 70 131.0 26.1 --b 74 68 139.3 27.4 --n 76 66 102.7 26.0 CFOM 5.73 2.37 --21 11 3 1.1 5.2
SHELXL结构解析入门教程
结构解析入门级教程说明：本教程以Rigaku（理学）单晶仪收集的BaSO4数据为例一、单晶数据1.crystalclear.cif是关于仪器的一些信息2.dtscaleaverage.log给出了数据还原的一些信息如该文本中最下端Summary of data collection statistics-------------------------------------------------------------Spacegroup P222Unit cell dimensions 5.47 7.17 8.8990.00 90.00 90.00Mosaicity 0.44Resolution range 8.89 - 0.77 (0.80 - 0.77)Total number of reflections 2726Number of unique reflections 503Average redundancy 5.42 (4.49)% completeness 100.0 (100.0) 完成度要求96%以上Rmerge 0.052 (0.116) R值要求0.1一下Reduced ChiSquared 0.74 (0.58)Output <I/sigI> 20.5 (6.8) 强度10-30较好，过强或过若均不好-------------------------------------------------------------Note: Values in () are for the last resolution shell.3.shelxl.hkl和shelxl.p4p为解结构所需要的数据二、软件介绍所用的的子程序：XPREP：选择空间群，输入元素XS：应用直接法或帕特森法进行初步的解析XL和XP：原子指认和结构精修XCIF：产生结构报表三、结构解析3.1运行XPREPa.新建任务选中shelxl.hkl任意输入，不与之前的重复即可b.运行XPREP强度是否有对称中心输入元素，注意大小写输入新的文件名输入Y 3.2运行XS选中a.hkl,而不再是shelxl.hkl输入新的任务名，不要与之前的重复红线部分稍微关注下。
SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法报告
XP中做的图形文件
晶体学信息文件
结构因子文件
记录仪器型号、晶体外观等的文件
SHELXTL结构分析的步骤
1、准备反射点文件 .HKL，格式一般为h, k, l, Io, (I) 。 2、使用 XPREP 程序输入晶胞参数，进行数据统计和检查消光规律以确 定空间群，输入分子式等等，程序结束时输出 .INS。该 .INS文件通常设 定了直接法的现行设置。 3、使用 XS 解析结构，读入 .HKL和 .INS文件，结果输出到 .LST和 .RES文件。 4、使用 XP/XSHELL 读入 .RES文件，建立初始结构模型，结果输出到 .INS文件，该 .INS文件通常设定了最小二乘法修正和 Fourier 合成的设 置。 5、使用 XL 读入 .HKL和 .INS文件，进行结构模型的最小二乘法修正和 Fourier合成（通常为差值Fourier合成），结果输出到 .LST和 .RES文件。 6 、重复 4 ， 5过程不断扩展完善结构模型和精修，直到结构修正收敛和 偏离因子最低。 7、生成数据CIF表格。
3.其它文件
晶体结构报表文件 4.INS文件的建立和更新 结构解析和精修的过程，是ins文件建立和不 断更新的过程，这主要是下列过程实现的： xprep、xshell—refine、xl、xp、edit、copy
res lst plt cif fcf pcf tex
xs、xl、refine产生的文件
单晶结构分析电子教案
用SHELXTL程序 进行结构分析的方法
H H HO HO HO OH O
H H H
OH
SHELXTL有以下程序: windows 界面
XPREP：为结构解析准备 .INS文件程序。
单晶结构解析
两个必要文件(由XPREP程序产生) name.hkl, name.ins
结构解析和精修的过程，是ins文件建立和不断更新的过程， 这主要是下列过程实现的:XPREP、XS、XL、XP
其它文件
res lst plt cif fcf pcf tex
xs、xl、refine产生的文件 记录xs、xl、refine过程和结果的文件 XP中做的图形文件 晶体学信息文件 结构因子文件 记录仪器型号、晶体外观等的文件
画图
XCIF
打印表格
二、数据处理--XPREP
运行步骤：
1.从name.hkl文件(若存在)或name.raw文件中读入衍射 点；2.从name.p4p或键盘获得单胞参数及误差 3.判断晶格类型 4.寻找最高对称性
5.确定空间群
6.输入分子 7.建立 name.hkl和 name.ins
* XPREP的主要功能和应用
读入、更改、 •单击进入XPREP程序 合并衍射数据 •根据程序的提示输入晶胞参数 •选择可能的晶格 程序则显示以下菜单： 计算显示 Patterson截面 寻找更高 的对称性 确定或输 入已知的 空间群
[D] Read,Modify or Merge DATDSETS [P] Contour PATTERSON Secions [H] Search for HIGHER mertric symmetry [S] Determine or input SPACE GROUP
•XS计算结果的评估
# 直接法，RE越小越好，一般大于0.3，就预示 着不成功，可以尝试用Patterson法来解
N
O
C u (N O )2 3
+
O N
E tO H
用SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法 单晶结构分析电子教案
用SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法单晶结构分析电子教案第一章：SHELXTL程序简介1.1 背景知识介绍晶体学的基本概念和晶体结构分析的重要性。
解释单晶结构分析与其他结构分析方法的区别。
1.2 SHELXTL程序介绍介绍SHELXTL程序的基本功能和用途。
解释SHELXTL程序在晶体结构分析中的重要性。
1.3 SHELXTL程序的安装和使用说明SHELXTL程序的安装步骤和注意事项。
演示如何运行SHELXTL程序并进行基本操作。
第二章：晶体数据收集2.1 实验设备和技术介绍用于晶体数据收集的实验设备和技术。
解释X射线衍射仪的工作原理和重要性。
2.2 晶体数据的收集过程说明晶体数据收集的步骤和注意事项。
演示如何使用X射线衍射仪进行晶体数据收集。
2.3 数据质量评估介绍评估晶体数据质量的方法和指标。
解释数据质量对晶体结构分析的影响。
第三章：SHELXTL程序的操作3.1 输入数据和参数说明如何将收集到的晶体数据输入到SHELXTL程序中。
介绍如何设置SHELXTL程序的参数和选项。
3.2 解晶体结构解释SHELXTL程序解晶体结构的过程和步骤。
演示如何使用SHELXTL程序解晶体结构并获取结果。
3.3 结构精修和优化介绍结构精修和优化的概念和方法。
解释SHELXTL程序中结构精修和优化的操作步骤。
第四章：结果分析和报告4.1 结构分析结果的查看和解读介绍如何查看和解读SHELXTL程序的结构分析结果。
解释结构分析结果中的关键信息和指标。
4.2 结构分析结果的可视化说明如何使用SHELXTL程序进行结构分析结果的可视化。
演示如何结构分析结果的图像和图表。
第五章：实例分析与讨论5.1 实例分析提供一个具体的晶体结构分析实例。
演示如何使用SHELXTL程序进行实例分析并解释结果。
5.2 结果讨论和解释讨论和解释实例分析的结果和意义。
探讨可能的问题和解决方法。
5.3 练习和习题提供一些相关的练习和习题，帮助学生巩固所学内容。
晶体结构解析基本步骤
晶体结构解析基本步骤Steps to Crystallographic Solution(基于SHELXL97结构解析程序的SHELXTL软件，尚需WINGX和DIAMOND程序配合)注意：每一个晶体数据必须在数据所在的目录(E:\STRUCT)下建立一子目录(如E:\STRUCT\AAA)，并将最初的数据备份一份于AAA目录下的子目录ORIG，形成如右图所示的树形结构。
一. 准备1. 对IP收录的数据, 检查是否有inf、dat和f2(设为sss.f2, 并更名为sss.hkl)文件; 对CCD 收录的数据, 检查是否有同名的p4p和hkl(设为sss.hkl)文件2. 对IP收录的数据, 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% crystal data项中，记下晶胞参数及标准偏差(cell)；晶体大小(crystal size)；颜色(crystal color)；形状(crystal habit)；测量温度(experiment temperature)；⊕从total reflections项中，记下总点数；从R merge项中，记下Rint＝?.???? % (IP收录者常将衍射数据转化为独立衍射点后传给我们);⊕从unique reflections项中，记下独立点数对CCD收录的数据, 用EDIT或记事本打开P4P文件, 并于记录下相关数据：⊕从CELL和CELLSD项中，记下晶胞参数及标准偏差;⊕从CCOLOR项中，记下晶体颜色; 总点数；从CSIZE项中，记下晶体大小;⊕从BRA V AIS和SYMM项中，记下BRA V AIS点阵型式和LAUE群3. 双击桌面的SHELXTL图标(打开程序), 呈4. 单击Project New, 先在“查找范围”选择数据所在的文件夹(如E:\STRUCT\AAA), 并选择衍射点数据文件(如sss.hkl), 最后在“project name”中给一个易于记忆和区分的任务名称(如050925-znbpy). 下次要处理同一结构时, 则只需Project Open, 在任务项中选择050925-znbpy便可5. 单击XPREP , 屏幕将显示DOS式的选择菜单:⊕对IP收录的数据, 输入晶胞参数后回车(下记为<cr>) (建议在一行内将6个参数输入, 核对后<cr>)⊕在一系列运行中, 注意屏幕内容(晶胞取向、格子型式、消光规律等), 一般的操作动作是按<cr>。
用SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法-2
B 刚性基团的固定
苯环的固定(第一种方法)
C5 1 AFIX 66 C6 1 C7 1 C8 1 C9 1 C10 1 C11 1 AFIX 0 C12 1 0.783982 0.389310 0.472723 11.00 0.670845 0.623140 0.132871 0.187310 0.301438 0.350699 0.385330 0.384059 0.107389 0.112700 0.113657 0.112192 0.475554 0.522099 0.616281 0.566092 0.561510 0.515138 0.056310
强制性精修（固定）
A 不同原子在同一位置的固定
……………… TEMP 25 EADP CL1 CL1' EXYZ CL1 CL1' WGHT 0.000000 FVAR 0.09096 0.5 CR1 5 0.113174 0.216284 0.628141 11.00 0.03132 0.04649 = 0.03455 0.00095 0.00183 0.00118 CL1 3 0.118366 0.241830 0.483154 21.00 0.02696 0.03867 = 0.03287 -0.00084 0.00065 0.00346 CL1' 4 0.118366 0.241830 0.483154 -21.00 0.02696 0.03867 = 0.03287 -0.00084 0.00065 0.00346 ………………
高氯酸根无序
WGHT 0.045200 0.000000 FVAR 0.286910 0.5 Cl1 5 …………………… PART 1 O1 4 x y z 21.000 0.05 O2 4 x y z 21.000 0.05 O3 4 x y z 21.000 0.05 O4 4 x y z 21.000 0.05 PART 2 O1' 4 x y z -21.000 0.05 O2' 4 x y z -21.000 0.05 O3' 4 x y z -21.000 0.05 O4' 4 x y z -21.000 0.05 PART 0 高氯酸根键长的固定 DFIX 1.44 0.01 cl1 o1 cl1 o2 cl1 o3 cl1 o4 cl1' o1' cl1' o2' cl1' o3' cl1' o4' DFIX 2.35 0.02 o1 o2 o1 o3 o1 o4 o2 o3 o2 o4 o3 o4 o1' o2' o1' o3' o1' o4' o2' o3' o2' o4' o3' o4' EXYZ CL1 CL1' EADP CL1 CL1'
用xshell进行晶体结构解析和精修
用xshell进行晶体结构解析和精修用xshell进行晶体结构解析和精修本教程以Olex2软件自带的Co(II)的配合物为样本，其结构如下：一、打开应用程序双击“xshell.exe”打开xshell应用程序该程序初始界面如下图所示：二、打开晶体数据打开方式1：菜单栏File下拉菜单第一个菜单Load打开方式2：XShell Main Toolbar的第一个按钮打开方式3：快捷组合键“Ctrl+L”以以上三种方式中的任意一种点击Load，在弹出的对话框中选择要打开的文件，并打开该文件，如下图所示：打开后如下图所示，蓝色区域显示的是化合物的结构，右下角是Q峰条三、结构解析1．Q峰的显示将Q峰条处的“”用鼠标拉至最左端，让左边蓝色界面中的Q峰数目减少至0个，如下图所示：可以看到，系统默认固定下了中心金属Co，并将其命名为Co1，以及三个S原子，并将其命名为S2，S3，S42. 结构的放大与缩小在XShell Main Toolbar中最后有两个按钮，如上图所示，可以将蓝色界面显示的结构放大和缩小以便查看局部结构和全局结构3. 不相连结构的单独显示当结构中有不连在一起的多个单独结构时，可以只显示其中某个单独结构，比如当前状态下Co1是一个单独结构，S3是一个单独结构，S2-S4是一个单独结构。
比如我要显示S2-S4这个单独结构，可以将鼠标放在S2-S4结构中的任意原子或者键上，当鼠标变为白色十字时(如下左图所示)，单击鼠标右键，在弹出的菜单(如下右图所示)中点击“Associate Connected Atoms”即可单独显示S2-S4独立结构：单独显示的S2-S4独立结构：在蓝色界面任意处单击鼠标右键，在弹出的对话框中点击“Disassociate Atoms”即可恢复至全局结构显示键长：将鼠标移动至某一个键(此处将鼠标移动至S2-S4键)上，在蓝色界面下方会有键长信息，如下图红色方框所示：原子信息：将鼠标移动至某一个原子(此处将鼠标移动至Co1)上，在蓝色界面下方会显示该原子的名称以及坐标信息5. 选择原子或键原子的选择：将鼠标移动至某个原子上，当鼠标变为白色十字时，单击鼠标左键，该原子及其名称会变成蓝色(如下左图所示)，这表示该原子被选中键的选择：将鼠标移动至某个键上，当鼠标变为白色十字时，单击鼠标左键，该键会变成蓝色(如上右图所示)，这表示该键被选中但原子或键被选中后，如果点击键盘上的“Delete”按钮，则被选中的原子或键会被删除。
单晶结构分析 用SHELXTL程序进行晶体结构分析的方法
-4 -2 -2 20.459 3.120
…………………………………..
TCIETL*LL.i0n04.17s21晶0文037e格3标件iXn1类1P题光：.528(型1波组7)0/c长成19.上308可0空1分间7.2成1群44五90部.00分0 10晶8.47胞1 参90.0数00
0.044720 0.042580 -0.001460 0.010450 -0.001390
N2 3 0.641818 0.098803 0.864065 11.000000 0.055810 =
0.050870 0.070080 0.000700 0.013560 -0.009990
………………………………………………………………….
DELU 限制指定原子具有相似的位移参数
DFIX 限定指定原子对间的距离
EADP 给两个或多个原子指定相同的位移参数
指令
含
义
END 指令输入结束
EQIV 提供分子内或分子间键合原子的对称操作码
ESEL 限制E值的下、上限
EXTI 对晶体消光效应参数进行精修
EXYZ 让两个或多个原子具有相同的坐标
FLAT 限制指定原子在相同的平面上
HKLF 4
衍射点文件类型
END
文件结束命令
3.其它文件
res xs、xl、refine产生的文件 lst 记录xs、xl、refine过程和结果的文件 plt XP中做的图形文件 cif 晶体学信息文件 fcf 结构因子文件 pcf 记录仪器型号、晶体外观等的文件 tex 晶体结构报表文件
4.INS文件的建立和更新
•删除原子或（Q）峰的方法： a 光标指在欲删除位置（原子或键） ，点K 键
单晶结构解析总结
7. 结果的解释与表达
分子的几何数据、结构图等
常用的吸收校正方法 (P6668) • 数字吸收校正 (numeric absorption correction) • 基于 -扫描的经验吸收校正 (empirical absorption based on - scans) • 多次扫描吸收校正 (multi-scans absorption corrections)
5.03 4.65 4.31 4.31 3.99 3.68 3.67 3.64 0.013 0.580 0.040 0.028 0.082 0.033 0.171 0.112
3 4 69.18 0 1 22003.93 3 3 195.94 4 6 -1.27 5 2 -31.82 4 14 0.16 0 0 2576.75 3 11 755.49
和Rsigma • 引起Rint偏大的原因有：数据精度不好；吸收校正没做好； 定错晶系 • Rint 0.1，所谓等效衍射点就不等效，重新做吸收校正 或重新收录 • 等效衍射点在衍射强度数据中是重要的，不是多余的！
• Rsigma偏大（大于0.1），可能是数据太弱；也可能是数
据处理有错
ins文件中经常用到的命令 • OMIT 在XS或XL计算过程中，忽略所指定的在一定 角度范围、信／噪比、或特定衍射指标的衍射 点，如OMIT 50将忽略θ>25º的所有衍射点， OMIT 123将忽略衍射指标为１２３的衍射点 • ESEL 设置用于直接法计算的最小E值。缺省值为1.2。 假如直接法解不出合理的模型，可以尝试 ESEL 0.9 或ESEL 1.0, 通过减低E值的下限， 增加用于直接法计算的相对强点的数目
指令
含
义
SYMM 所属空间群的对称操作 TEMP 衍射数据收集的温度 TITL 样品的编号（或名称）和空间群
单晶结构分析
SHELXTL的主要子程序和文件
XS XPREP XP *.plt *.sav *.ps
*.hkl
*.ins
*
*.pcf XCIF
XL
XSHELL *.cif *.fcf
*.lst
*.tex
二 常用的XS和XL指令
指令 ACTA 产生cif文件 含 义
将原子坐标强制性地固定在指定位臵上， 或在指定位臵上产生原子 ANIS 将各向同性换成各向异性精修 BOND 计算键长、键角(加$H包括H的键长、键角) BIND 计算指定原子对的键长、键角 CONF 计算扭转角 DELU 限制指定原子间键长的标准偏差 DFIX 限定指定原子对间的距离 EADP 给两个或多个原子指定相同的位移参数 AFIX
HFIX mn 需加氢的原子名（产生AFIX固定）
m 是一或两位数，指定氢的类型： =1 叔-H， =2 仲-H， =3（或13） 伯-H， =4 芳-H， =8（或14） X-O-H， =9 X=CH2或X-NH2， =15 笼状B-H
n 是一位数，指定固定的类型： =1 坐标、占有率、位移因子固定， =2 占有率、位移因子固定， =3（或7） 坐标固定， =4 同3，但允许修正X-H的键长（方向固定） 然后进行精修 • 也可在XSHELL中先点Atoms-Hybridize All 再 点Atoms-Calculate Hydrogens 然后检查H加的是否合理，如不合理，可打开 ins 文件修改不合理的部分，再精修 • 还可在XSHELL中先选择同类原子，再用 Select > Atoms > Set HFIX分别进行加氢
原子类型
命 令 区
DFIX 1.43 0.02 o5 c27 WGHT 0.074900 1.631200 FVAR 0.169240 TEMP 25
单晶结构解析步骤
shelxtlopen newnamexpfmolkill $qprojselect the good directionexittelp 0 -30plotfile enter file namedraw file nameselect file(ps file)black and whitecellfmolkill $qmatr 1=a 2=b 3=cpbox 5 15packselect (space=keep, enter=del) fmoltelp cellenter file namedraw file nameselect file type(a=psfile) black and white(enter)planexpread file namefmolmpln atom1 atom 2.....enteranglexpread file namefmolmpla n(atom number) atom1 atom 2.....mpla n(atom number) atom1 atom 2.....mpla n(atom number) atom1 atom 2.....enterfmolkilllinkmatrpboxpackundo c**? C**?telp cellxl 计算方法在ins中任何地方插入mpla 虚拟平面的原子个数（例如六个原子只有四个可能共平面，即输入4），后面连续输入可能共平面的4个原子，后面在输入其他两个平面外的原子。
例如c1 c2 c3 c4 c5 n1中，c1 c2 c4 c5 共平面mpla 4 c1 c2 c4 c5 c3 n1txt运行xcif选择t两次回车输入文件名.txt选择def回车直到选择q理论加氢在ins中输入HFIX 要加氢的原子保存ins运行XL打开RES拷贝相应的数据到ins中即可。
CHEMICAL DRAW选中画笔点出两个点按ESC点选择键选中画笔鼠标移动至出现小手拖动到其他角度。
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信 息 区
命 令 区
DFIX 1.43 0.02 o5 c27 WGHT 0.074900 1.631200 FVAR 0.169240 TEMP 25
原子表 命 坐标、占有率、温度因子 令 区
Co1 5 0.639436 0.182296 0.778299 11.000000 0.037950 = 0.043120 0.052330 -0.002120 0.007180 -0.002370 Co2 5 0.132299 0.088237 0.782543 11.000000 0.061270 = 0.080610 0.082660 -0.004140 0.011300 0.005080 N1 3 0.816545 0.181404 0.857527 11.000000 0.048210= 0.044720 0.042580 -0.001460 0.010450 -0.001390 N2 3 0.641818 0.098803 0.864065 11.000000 0.055810 = 0.050870 0.070080 0.000700 0.013560 -0.009990 …………………………………………………………………. HKLF 4 衍射点文件类型 END
记录xs、xl、refine过程和结果的文件
XP中做的图形文件
晶体学信息文件
结构因子文件
记录仪器型号、晶体外观等的文件
SHELXTL的主要子程序和文件
XS XPREP XP
*.plt *.sav *.ps
*.hkl
*.ins
*.HELL
*.lst
*.cif *.fcf
用这种方法时，首先利用重原子的特征峰，即 Harker峰，求出重原子坐标，再通过Fourier合成 获得其它原子的坐标 Harker峰，或Harker截面，就是同一套等效的 原子组成的Patterson峰，由于平方效应，重原子的 Harker峰会显得十分突出，寻找起来一般比较容易。 因此，可以轻松地从分析重原子的Harker峰，得到 重原子的坐标
一、SHELXTL文件 1. 文件名 一般，同一结构，所有文件都用相同的名 （不能超过８个字符），只是扩展名不同 2. 两个必要文件(由XPREP程序产生) *.hkl文件: 所有的衍射点，每一点一行。 格式为：h k l F2 σ (F2)
-4 4 -4 -4 2 -2 -2 -2 -2 2 -2 -2 21.189 19.539 17.129 20.459 3.050 2.120 2.710 3.120
设臵好ins文件 ，点击XS，就可自动进行计算
•XS计算结果的评估
# 直接法，RE越小越好，一般大于0.3，就预示 着不成功
# 打开Xshell，检查计算出的原子或（Q) 峰位 臵是否构成合理的化学结构
# 精修（refint）一次后，R1值是否大小于0.5； 或继续精修R1值是否很快降低
a 将|Fo|转化为归一化结构因子|Eo|
b 建立可以利用正切公式的三相角及四相角关系
c 赋于起始相角 d 利用正切公式精修相角
e 计算诊断指标，判断各套相角的质量 f 采用诊断指标最佳的相角数据计算解析电子密度图，即E图
* Patterson法是其本人1934年提出，通常只用来 解析含有重原子的结构
指令 END EQIV ESEL EXTI EXYZ FLAT FMAP FREE FVAR HFIX HKLF HTAB
含
义
指令输入结束 提供分子内或分子间键合原子的对称操作码 限制E值的下、上限 对晶体消光效应参数进行精修 让两个或多个原子具有相同的坐标 限制指定原子在相同的平面上 所计算Fourier图的类型
c 用Select菜单（或背景右手键点“Select‖）可 选择部分和所有的原子或Q 峰，顺序与原顺序相同 d 按住“Shift‖键，左手键拖出一个选择框并同 时轻开，可选择一个或多个原子
e 点refine菜单，系统会提示有Q 峰没命名，并 选择所有Q 峰，顺序与原来顺序相同
•删除原子或（Q）峰的方法： a 光标指在欲删除位臵（原子或键） ，点K 键 b 光标指在欲删除位臵，右手键点Bonds and Angles，再在对话框中点“Delete‖ c 光标指在欲删除位臵，右手键点“Delete‖
指令
含
义
SYMM 所属空间群的对称操作 TEMP 衍射数据收集的温度 TITL 样品的编号（或名称）和空间群
UNIT
晶胞中每种原子的总个数
WGHT 指定所用权重
ZERR 晶胞中分子个数和晶胞参数的标准偏差
三、 SHELXTL结构分析的步骤
1.项目的设立 打开SHELXTL程序：点project 输入文件名，查找到hkl 文件并打开 new，
不计算指定原子对的键长、键角 全比例系数 限制H原子在理想位置上 衍射数据的格式 计算氢键
指令 ISOR L.S. LATT
含 义 限制指定原子的位移参数类似于各向同性 指定XL中用最小二乘法进行精修的轮数 晶格的类型.依次为:P I R F A B C,无心为负值
MOVE 移动或转换坐标 MPLA 计算平面 OMIT PART PLAN SFAC SIMU SIZE 忽略指定的衍射点或限定theta角范围 划分成键原子的范围（用于无序结构） 计算和列出Q峰的数目 晶体中存在的原子的种类 限制指定范围内的原子有相同的位移参数 晶体的大小
c 如果独立单元只是分子的一部分，原子不好取 舍，可用右手键菜单中的GROW指令把分子长全处理
* 如果仍得不到较为合理的初始结构，则应试
验用三种方法中的另一法，或试验用不同的ESEL值
* 如果试验用各种方法，仍不行，那就要考虑
是不是出现了如下的问题：
结构的解析中的若干问题
A 晶胞的错误确定 用CCD探测器，仪器可以自动确定晶胞（分别 在matrix、sadabs和xprep中），但有时会不正确， 因而晶系和空间群会因之错误 解决方法：在xprep中重新确定晶胞；实在不 行，需用收集数据重新做晶胞 B 空间群的错误指认
继续尝试直接法：
TITL 020908b in C2/c CELL 0.710730 30.1927 8.5175 13.9108 90.0000 95.1300 90.0000 ZERR 8.00 0.0146 0.0042 0.0071 0.0000 0.0100 0.0000 LATT 7 SYMM -X, Y, 0.5-Z 归一化结构因子E SFAC C H N O Cr 的 下、上限值， UNIT 144 112 24 56 8 可试探性设臵 TEMP 25 ESEL 1.5 3.5 TREF HKLF 4 END
单晶结构分析电子教案
第五章 用SHELXTL程序 进行结构分析的方法
H H HO HO HO OH O
H H H
OH
new open copy archive delete exit
Xl XH
edit edit .res edit .ins edit .cif edit .prp edit .lst copy .res→.ins
…………………………………..
标题 晶胞参数 X光波长 空间群 TITL 041203e in P2(1)/c *.ins 文件：组成上可分成五部分 CELL 0.71073 11.5870 19.3080 17.2144 90.000 108.471 90.000 晶格类型 ZERR 4.00 0.0069 0.0112 0.0102 0.000 0.009 0.000 对称操作码 LATT 1 单胞中 SYMM -X, 0.5+Y, 0.5-Z 单胞中 分子数目 SFAC C H N O Co S 原子数目 晶胞参数的标 准偏差 UNIT 108 104 40 20 8 16 原子类型
2) 用XS和XSHELL程序定出结构雏形（初始套） 一般先试直接法，再试Pattson法，用什么方法 是通过改变Edit .ins文件中的指令来实现的
直接法：
TITL 020908b in C2/c CELL 0.710730 30.1927 8.5175 13.9108 90.0000 95.1300 90.0000 ZERR 8.00 0.0146 0.0042 0.0071 0.0000 0.0100 0.0000 LATT 7 SYMM -X, Y, 0.5-Z SFAC C H N O Cr UNIT 144 112 24 56 8 TEMP 25 TREF HKLF 4 END
d 先选择，再点Select菜单中的Kill selected
e 在ins文件删除
• 恢复删错的原子或（Q）峰的方法：
点―Edit>Restore Killed Atom‖，先选择要恢 复的原子（或Q峰），再点“Restore‖ • 命名（标记）原子或（Q）峰的方法：
a 先选择，再用Lablels菜单中的Group label
*.tex
二、常用的XS和XL指令 指令 含 义 ACTA 产生cif文件 AFIX 将原子坐标强制性地固定在指定位臵上， 或在指定位臵上产生原子 ANIS 将各向同性换成各向异性精修 BOND 计算键长、键角(加$H包括H的键长、键角) BIND 计算指定原子对的键长、键角 CONF 计算扭转角 DELU 限制指定原子具有相似的位移参数 DFIX 限定指定原子对间的距离 EADP 给两个或多个原子指定相同的位移参数
b 光标指在要命名的位臵，用右手键的Edit c 光标指在欲命名位臵，右手键点Bonds and Angles，再在对话框中点“Rename‖
•常用 的小技巧：
a 解析和精修结构 的初期，可把C、O、N都定为C