晶体解析
【知识解析】分子晶体
分子晶体温故1．晶体中的粒子可以是分子、原子或离子；粒子间的相互作用可以是共价键、离子键、金属键或分子间作用力。
2．根据晶体中粒子间的相互作用及排列方式，可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体。
1 分子晶体的定义只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
如I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
名师提醒（1）定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子（高分子），因此，H2SO4、H2O2、C4H10等既是化学式也是分子式。
（2）离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构（如金刚石、SiO2）的物质中没有分子，因此，Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。
（3）稀有气体的分子是单原子分子，因此，由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
2 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3 常见的典型分子晶体（1）所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX（卤化氢）等。
（2）部分非金属单质：X2（卤素单质）、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体等。
（3）部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
（4）几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
（5）绝大多数有机物：苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
4 分子晶体的物理性质（1）分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华（如干冰、碘、红磷、萘等），且硬度较小。
（2）分子晶体不导电。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
（3）分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
晶体解析方法
晶体结构解析1、挑选直径大约为0.1–1.0mm的单晶。
CCD的准直管直径有0.3mm，0.5mm，0.8mm；分别对应得晶体大小是0-0.3mm, 0.3-0.5mm, 0.5-0.8mm.2、选择用铜靶还是钼靶？铜靶要求θmax〉=66度，最大分辨率是0.77埃钼靶要求θmax〉=25度，最大分辨率是0.36埃3、用smart程序收集衍射数据：得到大约一千张倒易空间的衍射图像，300M大小。
其中matrix图像45张，分成三组，每组15张，用以判定晶体能否解析。
4、用saint程序还原衍射数据：得到很多文件，但是只有三个文件是我们需要的：-ls，p4p，raw。
-ls文件中包含有最大的和最小的θ角，有效地精修衍射点数目。
好像不同的机器或者还原程序得到的文件不同，有的是hkl，abs。
5、用shelxtl程序处理上述数据，并画出需要的图形。
5.1 装好shelxtl程序，新建一个project，输入要建立工程的名字，然后打开要解析的p4p或者raw文件。
5.2 用xprep程序确立空间群，建立指令文件这个过程基本上是一直按回车键的过程（除了在要输入化学成分的时候改动一下和在是否建立指令文件的时候输入Y即可），一般不会出错。
如果出错，那就要重新对空间群进行指认（出错可能是出现在下面的精修过程中）。
一般Mean（I/sigma）〉2才可以，越大越好。
得到ins，hkl，pcf三个重要数据文件。
其中ins文件：包含分子式，空间群等信息；hkl文件：包含的是衍射点的强度数据；pcf文件：记录了晶体物理特征，分子式，空间群，衍射数据收集的条件以及使用的相关软件等信息。
5.3 选择要解析的方法：直接法（TREF）还是帕特深法（PATT）？如果晶体中含有重原子如金属原子，那就要用PATT法；如果晶体中没有原子量差异特别大的原子，就用TREF法。
默认的方法是直接法。
5.4 用xs程序解析粗结构得到res文件：包含了ins文件的内容和所有的Q峰信息。
晶体结构解析
晶体结构解析
晶体结构解析是通过实验测定晶体的结构，并确定晶体中原子或分子的排列方式、空间坐标和键合情况等信息的过程。
晶体结构解析对于研究材料的物理、化学和生物学性质以及设计新材料具有重要意义。
晶体结构解析的步骤包括：
1. 晶体的培养和选取：选择合适的晶体生长条件，培养出高质量的晶体。
2. X 射线衍射实验：使用 X 射线衍射仪对晶体进行衍射实验，得到衍射图谱。
3. 数据处理和结构因子计算：对衍射图谱进行数据处理，计算结构因子。
4. 结构模型建立：根据结构因子和化学知识，建立晶体的结构模型。
5. 结构精修：通过不断调整结构模型的参数，使其与实验数据相符合，得到最终的晶体结构。
晶体结构解析需要结合化学、物理学和数学等多学科知识，需要专业的实验技能和计算能力。
目前，晶体结构解析已经成为材料科学、化学、生物学等领域的重要研究手段。
溶解度计算晶体析出解析
溶解度计算晶体析出解析晶体溶解度是指在单位体积溶液中最大溶解的物质的物质量。
晶体析出解析是指溶解度较高的晶体，在适当条件下溶解度降低，使得晶体从溶液中析出的过程。
晶体溶解度与溶剂、溶质之间的相互作用力有关。
晶体溶解度的大小决定了晶体在溶液中的溶解程度，而溶解过程是一个动态平衡的过程。
当溶质分子与溶剂分子之间的相互作用力较强时，晶体溶解度较小；反之，溶质分子与溶剂分子之间的相互作用力较弱时，晶体溶解度较大。
晶体析出解析的过程与晶体溶解度的变化有关。
在溶液中，当一定量的晶体溶解度超出了溶液中能够容纳的最大溶解度时，就会发生晶体析出的过程。
晶体析出解析可以通过以下几个步骤来进行理解：第一步，孤立晶体的形成。
当溶液中的晶体溶解度超过溶液最大溶解度时，开始形成孤立晶体。
晶体的形成过程涉及到晶体表面的能量变化和晶体内部的能量变化。
当晶体表面能量降低大于晶体内部能量升高时，晶体就会形成。
第二步，晶体的生长。
孤立晶体在溶液中会不断吸收溶液中的溶质分子，从而生长成大的晶体。
晶体生长的速度主要受到温度、浓度、搅拌等因素的影响。
第三步，晶体的沉淀。
当晶体的生长速度与溶解速度达到平衡时，晶体就会停止生长并开始沉淀。
晶体的沉淀速度也受到温度、浓度、搅拌等因素的影响。
晶体的析出解析过程可以通过一些方法来控制和调节。
其中，温度的调节是常用的方法之一、通过调节温度可以改变晶体溶解度的大小，进而控制晶体析出解析的过程。
温度的升高会使晶体溶解度增加，从而促进晶体的溶解；而温度的降低会使晶体溶解度减小，从而促进晶体的析出。
利用温度调节晶体析出解析可以在很大程度上控制晶体的生长和溶解过程。
此外，浓度的调节也是影响晶体析出解析的重要因素。
通过改变溶质浓度可以改变晶体的溶解度，从而控制晶体的析出解析过程。
总之，晶体溶解度和晶体析出解析是晶体在溶液中的重要性质。
了解晶体溶解度和析出解析的原理和过程，可以为晶体的研究和应用提供重要的基础。
通过调节温度和浓度等方法，可以控制晶体溶解度和析出解析的过程，为晶体的生长、制备和应用提供重要的技术支持。
晶体的概念深度解析
晶体的概念深度解析晶体是由原子、分子或离子组成的固体物质，其具有一个具体的结构排列，使得晶体具有一些独特的物理性质和化学性质。
晶体是固体中最有序的状态，其结构特点决定了菲涅尔的摄影建立主要在晶体上。
晶体的本质是有序的周期性堆积，它是多原子体系的一种特殊有序混乱的结构。
晶体的原子、分子或离子在几何、方位和距离上具有一定的周期性排列，这个周期性是晶体物理性质的基石，也决定了其特有的光学、电学、热学和力学性质。
晶体的周期性属性使得晶体可以通过X射线衍射技术来研究其结构和内部性质。
晶体的周期性结构由晶体的晶格描述。
晶格是一种无限延伸的点、线或面的几何排列，它是晶体中原子、分子或离子的排列方式。
晶体的单个晶格单元是由称为晶胞的最小重复单位组成的，晶胞的形状和尺寸决定了晶体的晶系。
晶格的几何形状可以分为7个晶系，包括：三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、菱形晶系和立方晶系。
每个晶系都具有特定的晶格参数，如晶胞长度、夹角和晶格的对称性。
晶体的周期性结构决定了晶体的物理特性。
晶体的光学特性是由其晶体的晶格结构和原子、分子或离子的振动性质所决定的。
例如，晶体的折射率和散射能力是由晶体的晶格结构决定的。
此外，晶体在光学研究中常常用作分析器和偏振器，这是因为晶体的晶格可以选择性地通过或阻挡光的振动方向。
晶体的热学性质与其晶格结构和原子、分子或离子的振动性质有关。
晶体的热膨胀系数、热导率和比热容等热学性质与晶体的晶格结构和振动频率有关。
晶体可以通过调整晶胞的尺寸和形状来调节其热学性质，这对于材料工程和热管理非常重要。
晶体的电学性质也与其晶格结构和原子、分子或离子的电荷分布有关。
晶体的电导率、介电常数和能隙等电学性质与晶体的晶格结构和电子能级有关。
晶体的电学性质对于电子学和能量材料的开发至关重要，例如半导体和金属晶体的电学性质决定了它们的导电性能。
总的来说，晶体是由原子、分子或离子组成的具有周期性结构的固体物质。
晶体结构解析基本步骤
晶体结构解析基本步骤1.实验准备阶段：在晶体结构解析之前，首先需要准备精心选择的晶体样品。
由于X射线衍射技术对于晶体品质要求较高，因此必须获得具有高质量的单晶。
通常采用慢结晶法、溶液法或气相法获得单晶。
此外，还需要准备一台高质量的X射线衍射仪。
2.数据收集阶段：在这个阶段，使用X射线衍射仪对晶体样品进行照射。
在衍射仪中，晶体样品会被照射出一系列衍射斑点。
这些斑点的形状和位置与晶体的结构有关。
3.数据处理阶段：在数据处理阶段，需要将从X射线衍射仪中获得的原始数据进行处理。
首先，将原始数据转换成衍射强度和衍射角度的数据。
然后，使用计算机软件对这些数据进行处理和分析，例如标定衍射仪的几何参数，背景的消除，峰的辨识和积分。
4.构建初步模型：在初步模型构建阶段，使用得到的衍射数据来建立原子的初步模型。
这个过程通常是基于一些基本的假设和规则，比如晶胞参数和空间群。
通过将原子位置和晶胞参数进行不断的调整和优化，以找到对衍射数据拟合最佳的结构模型。
5.结构修正阶段：在初步模型构建后，需要对结构进行修正以改善拟合度。
修正的方法包括Rietveld修正、最小二乘法、Patterson法等。
这些方法可以通过比较实验衍射数据和模拟衍射数据来找到原子位置、原子类型和晶胞参数的最佳拟合。
6.结果验证阶段：在得到结构模型后，需要进行结果验证。
这一步通常涉及到测量残差因子和R值，验证得到的结构模型与实验数据的拟合程度。
此外，还可以使用精细调节工具，如法拉第差图和主动位相修正，进一步改善结构的质量。
7.结果分析和报告阶段：最后，通过对解析得到的晶体结构进行分析，得到结构中各个原子的位置、键长、键角及晶胞参数等信息。
然后，将这些结果写入晶体结构解析报告中，并与相应的文献数据进行对比和验证。
总之，晶体结构解析是一个复杂而精细的过程，需要仔细的实验准备、数据处理、构建模型和结果验证等多个步骤。
通过这些步骤，我们可以确定一种物质的晶体结构，从而进一步深入理解其性质和相互作用。
晶体解析参数-概述说明以及解释
晶体解析参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶体解析是化学和物理学领域中一项重要的实验技术，它是通过分析晶体的结构和特性来获取关于原子排列、键长、键角等信息的过程。
晶体解析参数是指在晶体解析过程中所使用的参数，这些参数可以帮助我们确定晶体结构的各种性质。
在晶体解析过程中，研究者通常会使用一些仪器设备，如X射线衍射仪或电子显微镜，来获取晶体的衍射图像。
通过分析这些衍射图像，我们可以推断出晶体的空间群、晶胞参数以及晶体中原子的位置等信息。
这些晶体解析参数的准确性和可靠性对于确定晶体结构具有重要意义。
在晶体解析参数中，最基本的是晶胞参数。
晶胞参数指的是晶体中单个晶胞的尺寸和形状，它由晶胞的晶胞常数和晶胞的晶胞角度组成。
晶胞常数是指晶胞在三个相互垂直的晶胞轴上的长度，而晶胞角度则是指相邻晶胞轴之间的夹角。
通过测量晶体的衍射图案，我们可以计算出晶胞参数的数值，并以此来确定晶胞的尺寸和形状。
此外，晶体解析参数还包括了晶体中原子的位置和排列方式。
晶体中原子的位置可以通过衍射数据的分析得到，它们的分布决定了晶体结构的对称性和稳定性。
通过分析原子之间的距离和角度，我们可以确定晶体中原子的种类和连接方式，从而得到晶体分子的结构和化学键的性质。
综上所述，晶体解析参数对于研究晶体结构和性质具有重要意义。
通过仔细分析晶体的衍射图像和计算晶胞参数，我们可以确定晶体的尺寸、形状以及原子的位置和排列方式，从而揭示晶体的结构和性质。
晶体解析参数的准确性和可靠性对于进一步理解晶体的特性和应用具有重要的参考价值。
1.2 文章结构文章结构:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文的主题——晶体解析参数，并阐述了文章的目的和意义。
正文部分包括了四个要点的介绍：2.1 第一个要点：详细讨论晶体解析参数的概念、作用和重要性，介绍晶体解析参数的分类和常见的解析方法。
2.2 第二个要点：探讨晶体解析参数的影响因素，包括温度、压力、结晶条件等。
几种常见晶体结构分析
几种常见晶体结构分析河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131栾春武：中学高级教师，张家口市中级职称评委会委员。
河北省化学学会会员。
市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。
联系电话： E-mail ：一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。
阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。
离子的配位数分析如下：离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14，面上的微粒属于该单元中所占的份额为12，中心位置上（嚷里边）的微粒才完全属于该单元，即所占的份额为1。
1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个Cl －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。
每个Na +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。
见图1。
| 晶胞中平均Cl －个数：8×18 + 6×12 ＝ 4；晶胞中平均Na +个数：1 + 12×14 ＝ 4因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl （4个Na +和4个Cl －）。
2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl －，每个Cl －周围有8个Cs +，与一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。
晶胞中平均Cs +个数：1；晶胞中平均Cl －个数：8×18 ＝ 1。
因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl （1个Cs +和1个Cl －）。
二、金刚石、二氧化硅——原子晶体1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。
每个C 原子以共价键与4个C 原子紧邻，因而整个晶体中无单个分子存在。
由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子，不在同一个平面上，每个C 原子被12个六元环共用，每C —C 键共6个环，因此六元环中的平均C 原子数为6×112 ＝ 12 ，平均C —C 键数为6×16 ＝ 1。
晶体结构解析
晶体结构解析晶体结构是指物质的原子、分子或离子在空间中有序排列的方式。
通过对晶体结构的解析，我们能够深入了解物质的性质和行为。
本文将介绍晶体结构解析的基本原理、方法和应用。
一、晶体结构解析的基本原理晶体结构解析基于X射线衍射原理。
当经过晶体的X射线束照射晶体时，晶体中的原子、分子或离子会对X射线进行散射。
由于晶体的有序性，X射线的散射会产生干涉，形成衍射图案。
通过测量和分析衍射图案，可以得到晶体的结构信息。
二、晶体结构解析的方法1. X射线衍射方法X射线衍射方法是最常用的晶体结构解析方法。
它分为单晶X射线衍射和粉末X射线衍射两种技术。
单晶X射线衍射适用于样品为单个晶体的情况，可以得到高分辨率的晶体结构信息。
粉末X射线衍射适用于样品为晶体颗粒的混合物，通过对衍射图案的整体分析，可以获得晶体的统计结构信息。
2. 电子衍射方法电子衍射方法利用电子束照射晶体并观察其衍射图案来解析晶体结构。
相比X射线衍射，电子衍射具有更高的分辨率和更强的散射能力。
因此，电子衍射方法在解析具有较小晶格常数或较高散射能力的晶体结构方面更具优势。
3. 中子衍射方法中子衍射方法利用中子束照射晶体并观察其衍射图案来解析晶体结构。
中子的散射能力介于X射线和电子之间，对于特定的晶体样品，中子衍射方法可以提供更丰富的结构信息。
三、晶体结构解析的应用晶体结构解析在材料科学、物理学、化学等领域有着广泛的应用价值。
以下是几个常见的应用领域：1. 新材料开发通过晶体结构解析，可以了解新材料的原子或分子排列方式及其与性能之间的关系，从而指导新材料的合成和设计。
例如，在能源领域，通过解析锂离子电池正负极材料的晶体结构，可以优化其储能性能。
2. 催化剂设计晶体结构解析可以揭示催化剂表面的原子结构和活性位点，从而指导催化剂设计和优化。
通过控制催化剂的晶体结构，可以提高催化反应的效率和选择性。
3. 药物研发晶体结构解析在药物研发中起着至关重要的作用。
通过解析药物晶体的结构，可以确定药物与靶标的结合方式，为药物的改进和设计提供依据。
4晶体结构解析
简单立方堆积只存在一种空隙——立方体空隙（CN=8）。 如果所有立方体空隙都被小离子填满（填隙率为100%），大 小离子个数比就为1：1。这就是氯化铯结构类型的堆积—填隙 模型。如果填隙率为50%，阴阳离子的个数比就是2：1，例如 氟化钙晶体结构。
面心立方堆积存在两种不同的空隙——八面体空隙 （CN=6）和四面体空隙（CN=4）,堆积球与八面体 空隙、四面体空隙之比是1：1：2。填充率?
受外大力量作自用由金属电原子子形移位成滑可动与不气影响体电相子比气对拟金的属带原负子的电维的系“作电用 子气”，（电金子属气原理子论对则金“属浸延展泡性”的在解“释）电子气”的“海 洋”之中。
电子气理论定性地解释金属的性质：例如：金
属具有延展性和可塑性；金属有良好的导电性；金
属有良好的导热性；等等。电子气理论的缺点是定
○○+ ○○-+ ○ ○+ ○- ○+
2、原子晶体；晶格上的结点是原子。
○- ● ○+ ●○- ○+●
○ ○ ○ ○ 3、分子晶+体：晶格结点是极性+分子或非极性分子。
○+ ○- ○+ ○-
4、金属晶体：晶格上结点是金属的原子或正离子。
金属晶体
○○○○++++...金体金............○.○○○属是属++++...键以键金一二经..........○.○○○..属是 金 形典、、++++......一 属 象晶的.金 电........○○○○.++++种 键 地体金子属. ....遍 为 描中属气键..○○○○..++++.原.布基绘键理.........整本成子理论○○○○+.+++.. 个作从之论间晶用金叫的体力属做的的原化“○○.++离晶子学电.○○.++..作域体上子.○○.++...用化。“气....○○...++...力学 脱理.○○.++.....叫键 落论..○○...+.+.....○○做.。 ””++......○.○.金 下。金....++..○○属 来它属++....○○...+晶 的把键+. .○○...++。....○○++.
晶体解析步骤
1、挑选直径大约为0.1 1.0mm的单晶。
CCD的准直管直径有0.3mm，0.5mm，0.8mm；分别对应得晶体大小是0-0.3mm, 0.3-0.5mm, 0.5-0.8mm.2、选择用铜靶还是钼靶？铜靶要求θmax〉=66度，最大分辨率是0.77埃钼靶要求θmax〉=25度，最大分辨率是0.36埃3、用smart程序收集衍射数据：得到大约一千张倒易空间的衍射图像，300M大小。
其中matrix图像45张，分成三组，每组15张，用以判定晶体能否解析。
4、用saint程序还原衍射数据：得到很多文件，但是只有三个文件是我们需要的：-ls，p4p，raw。
-ls文件中包含有最大的和最小的θ角，有效地精修衍射点数目。
好像不同的机器或者还原程序得到的文件不同，有的是hkl，abs。
5、用shelxtl程序处理上述数据，并画出需要的图形。
5.1 装好shelxtl程序，新建一个project，输入要建立工程的名字，然后打开要解析的p4p或者raw文件。
5.2 用xprep程序确立空间群，建立指令文件这个过程基本上是一直按回车键的过程（除了在要输入化学成分的时候改动一下和在是否建立指令文件的时候输入Y即可），一般不会出错。
如果出错，那就要重新对空间群进行指认（出错可能是出现在下面的精修过程中）。
一般Mean（I/sigma）〉2才可以，越大越好。
得到ins，hkl，pcf三个重要数据文件。
其中ins文件：包含分子式，空间群等信息；hkl文件：包含的是衍射点的强度数据；pcf文件：记录了晶体物理特征，分子式，空间群，衍射数据收集的条件以及使用的相关软件等信息。
5.3 选择要解析的方法：直接法（TREF）还是帕特深法（PATT）？如果晶体中含有重原子如金属原子，那就要用PATT法；如果晶体中没有原子量差异特别大的原子，就用TREF法。
默认的方法是直接法。
5.4 用xs程序解析粗结构得到res文件：包含了ins文件的内容和所有的Q峰信息。
晶体结构解析基本步骤
晶体结构解析基本步骤
1.实验数据收集：首先，需要通过实验方法收集晶体的衍射数据。
目
前常用的晶体衍射方法主要有X射线衍射和电子衍射。
实验数据收集可以
获得晶体表面上的几何信息以及衍射角度。
2.数据处理：在收集到的实验数据中，通常需要进行一些运算和处理，以获得有用的衍射信息。
这些数据处理方法包括背景减除、数据标定和归
一化等。
3.数据解析：数据解析是指根据衍射数据推导晶体结构的过程。
解析
晶体结构的方法主要有直接方法、间接方法和混合方法。
直接方法是指通
过衍射数据直接得到晶体的电子密度分布。
间接方法则是通过比较实验衍
射数据和模拟衍射数据，对晶体结构进行推导。
混合方法则是结合了直接
方法和间接方法的优点。
4.模型建立：在获得了晶体结构的初步解析结果后，需要进一步建立
晶体结构的模型。
模型的建立可以利用计算化学方法进行优化，以获得最
稳定的晶体结构。
5.结构验证：结构解析的最后一步是验证得到的晶体结构是否准确。
结构验证可以通过与其他实验数据的比较、理论计算的对比以及晶体学的
规则判断来完成。
除了上述的基本步骤外，晶体结构解析还需要依赖于大量的晶体学理
论知识和计算化学方法。
在解析过程中，还需要考虑晶体的对称性和特殊
性质，以及可能存在的结构缺陷和杂质等问题。
总之，晶体结构解析是一项复杂而精密的研究工作，需要运用物理、
化学、数学等多学科的知识和方法。
通过对晶体结构的解析，可以深入理
解固体物质的性质和行为，从而为材料科学和工程技术提供重要的参考和应用基础。
单晶结构解析过程
单晶结构解析过程
单晶结构解析过程是指通过实验和数据分析来确定晶体中原子的位置、晶格参数和晶体结构的方法。
下面是单晶结构解析的常见步骤：
1. 晶体生长：首先需要获得足够大的单晶样品。
这可以通过各种方法实现，如溶液法、气相法或熔融法。
2. 数据收集：使用X射线衍射技术或中子衍射技术，将单晶样品放置在仪器中，并记录衍射图案。
这些衍射数据包含了不同角度的散射强度和相位信息。
3. 数据处理：对收集到的衍射数据进行处理和分析。
其中一个关键步骤是解析Laue图或斑图，确定晶体的晶系和对称性。
4. 相位问题：由于晶体中的散射信息只包含幅度而没有相位，所以需要采用一些方法来解决相位问题。
常见的方法包括多晶片、重组法、直接法和Patterson法等。
5. 结构求解：根据已解决的相位问题，借助计算机软件或手动计算，进行晶体结构求解。
这个过程包括模型建立、参数优化和误差分析等。
6. 结构修正：对求解得到的初始结构进行修正和调整。
这可能涉及到原子位置的微调、氢原子的添加、电荷密度修正等。
7. 结果验证：最后，通过一系列实验数据和计算方法来验证所得到的晶体结构。
这些包括衍射数据与计算模型之间的比较，键长和键角的合理性，以及物理化学性质的一致性等。
【知识解析】晶体与非晶体
实验结论
从氯化钠饱和溶液 中可获得其晶体
区别晶体和非晶体的方法
（1）最可靠的科学方法：对固体进行X射线衍射实验。 （2）常用的间接方法：测定固体的熔点。有固定熔点的固体是晶体，没有固定熔点 的固体是非晶体。
典例详析
例2－3（2020江苏南通检测） 下列关于晶体的说法正确的是（ B ） A．固体都是晶体 B．不同的晶体可能有不同的几何外形 C．有规则几何外形的固体就是晶体 D．研碎后的晶体即变为非晶体
典例详析
例2－8 晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径 为300毫米、重量达81千克的大直径单晶硅，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体 硅的叙述正确的是（ C ） A．形成晶体硅时速率越快越好 B．晶体硅没有固定的熔点 C．可用X射线衍射实验来区别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
注意：晶体熔化过程中温度保持恒定，而非晶体熔化过程中温度发生变化。如对普 通玻璃加热，温度升高到一定程度后开始软化、流动性增强，最后变成液体，整个 过程温度不断上升。
（4）X射线衍射
晶体能使X射线产生衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。
晶体的特性
教材延伸 晶体的其他基本性质
晶体的基本性质是由晶体内质点呈周期性排列的结构决定的。 1．均一性：晶体中各部分的化学组成、密度等都是相同的。 2．对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上，常有相等 的晶面、晶棱和顶角重复出现。这种相同的性质在不同的方向或位置上存在有规 律的重复，就是对称性。
晶体与非晶体
）
（1）晶体
晶体和非晶体的概念
把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶 体。常见的晶体有食盐、冰、铁、铜等。
晶体的化学知识点解析
晶体的化学知识点解析晶体具有规则的几何外形、固定的熔沸点、各向异性（如云母的解离性各个方向不同）。
其原因是组成晶体的质点（分子、原子、离子）以确定位置的点在空间作有规则的排列，这些点群具有一定的几何形状，称为结晶格子（简称晶格）。
每个质点在晶格中所占的位置称为晶格的结点。
晶体中含有晶体结构中具有代表性的最小部分称为单元晶体（简称晶胞）。
根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同，可将晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体等。
常见的盐、味精、雪化、宝石、石英、各种金属及合金制品是晶体，工业中的矿物岩石也是晶体，就连地上的泥土沙石也包含着许多晶体。
玻璃、珍珠、沥青、塑料等则是非体晶。
那如何才能快速鉴定某种物质是晶体还是非晶体呢？一种最常见的技术是X射线技术。
如没有X线机，可以根据是否有固定的熔点来判断。
当温度升高到某一温度便开始熔解，而在熔解的过程中温度不变则为晶体。
晶体是怎么长出来呢？自然界中晶体的`形成同食盐的结晶过程一样，从溶液中诞生。
比如，岩石的裂缝处充满了溶解的液态物质，一些晶体就逐渐沉积在岩石表面。
当岩石表面的水蒸发之后，晶体也就随之形成了。
许多晶体是在令人难以置信的压力和温度下形成的。
比如，钻石就是在地壳深出高温高压的岩桨中产生的，这些钻石因地壳变动和火山喷发而被送到地球表面。
但是自然界蕴藏的晶体远远满足不了人们的需要，因此，科学家就师法自然，模拟自然界的成矿条件培育晶体，这就是人工晶体。
海水里提炼出的食盐就是人工晶体之一。
现在，人们不仅能用人工方法合成出自然界没有的晶体，如水晶、金刚石、人工合成胰岛素等，也能用人工方法合成出自然界没有的晶体，如常见的单晶硅。
这些人工晶体不但能满足人们独特的审美需求，还能在工业生产中发挥重要作用。
比如，纯净的人工石英晶体（即人工冰晶）是一种优良的压电晶体，它既能把机械能转变成电能；也能把电能转变成机械能。
压电晶体被广泛应运在钟表和无线电工业上，遥控器、电子表、手机、声纳等都是利用压电晶体或其他压电材料来实现能量转换的。
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数据文件存储地址：
★存储地址：局域网192.168.0.52 ★数据下载：WIN95/98，双TCP/IP协议：192.168.0.* ★ ftp 192.168.0.52, user:group name password:
数据校正--SADABS
★依赖于等效点的经验吸收校正(晶体形状校正) ★要求数据：*1.RAW,*2.RAW…... ★要求输入：正确的Laue群 ★校正因子：Tmax≈1, Tmin<1 ★ACTA要求：依赖于的校正(球形吸收校正) ★ 球形校正：R(R=min(SIZE))， 分子式 ★ Tmax<1 ★产生文件：name.hkl，name.abs
CCD Detector SADABS
*.abs *.hkl *1.raw,*2.raw... *m.raw,*m.p4p
frame1.* frame2.*...
SAINT
*m._ls
XPREP
name.ins name.hkl name.pcf
name.prp
XS
name.res
XL
name.lst
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-N 247 240 237 N(I>3s)231 224 221 <I> 113.3 120.8 139.2 <I/s> 28.7 27.3 28.2 Option Space Group [A] P222(1) [B] P2(1)2(1)2 Select Option [B] : No. #17 #18 21-6 4 0.8 9.3 -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
★I/σ (I) 做为消光判断标准可能有问题
N N(I>3s) <I> <I/s> 21-6 4 0.8 9.3 -216 0 0.1 1.3 --21 11 3 1.1 5.2 All 3910 3780 108.8 27.8
★可能空间群应为P212121，I/S10：(Change Tolerances)
★结构解释确认空间群为P212121。
输入分子式：
SHELXTL在进行结构解释时，分子式并不十分重要，重要的 只是原子的种类。 在结构解释完成后，必须修改分子式使之正确。
在输入原子种类之后，XPREP将产生name.hkl，name.pcf及 name.ins文件。此时若衍射点进行了转换，则要求采用其它的 名称(注意此时的HKL文件与P4P文件是不相符的)；否则可采用 当前的名称。
XCIF
name.cif name.fcf
XP
SHELXTL运行图
实验室提供文件(ASCII)：
★*1.raw,*2.raw… ★._ls ★*.abs ★*.hkl ★*.p4p CCD最原始文件，为校正而保留 记录数据处理文件，包含数据完成度及 最后精修单胞参数所用的衍射点 校正结果文件，主要包含Tmin，Tmax 经SADABS校正后的衍射点文件 矩阵文件，包含单胞参数
namБайду номын сангаас，
ZERR 4.00 0.0005 0.0008 0.0017 0.000 0.000 0.000 /Z值及参数偏差 LATT –1 /晶格类型、对称心 SYMM 0.5-X, -Y, 0.5+Z /对称操作码，忽略x,y,z SYMM -X, 0.5+Y, 0.5-Z SYMM 0.5+X, 0.5-Y, -Z SFAC C H O S /原子类型 UNIT 44 40 8 4 /原子个数 TREF /直接法，PATT代表Patterson法 HKLF 4 /衍射点形式 END
通常采用直接法进行结构初解释，表征直接法的好坏有两个参数： ★CFOM /0.1以下 ★RE /0.3以下 在直接法进行过程中，XS自动按照所给定的分子式把最强的峰 指定为最重的原子，然后按照峰的强度指定其它的原子，并进 行结构修正，以下是直接法产生的部分信息：
256. Phase sets refined - best is code 1071101. with CFOM = 0.0504 Fourier and peaksearch RE = 0.137 for 14 atoms and 258 E-values Fourier and peaksearch RE = 0.120 for 14 atoms and 258 E-values Fourier and peaksearch
数据处理--XPREP
交互式菜单驱动程序，运行命令：xprep
name
菜单：
[D]Read, modify or merge DATASETS [P]Contour PATTERSON sections [H]Search for HIGHER metric symmetry * [S]Determine or input SPACE GROUP* [A]Apply ABSORPTION corrections [L]Reset LATTICE type of original cell [C]Define unit-cell CONTENTS* [F]Set up shelxtl FILES * [R]RECIPROCAL space displays [U]UNIT-CELL transformations [T]Change TOLERANCES* [Q]QUIT program
结构解释--XS
XS中包含三种结构解释方法：
★直接法 ★Patterson ★碎片法 它们完全由INS文件所决定，XS运行命令为：xs 以下是XPREP产生的INS文件：
TITL ylid in P2(1)2(1)2(1) /标题
/波长及单胞参数 CELL 0.71073 5.9647 9.0420 18.4029 90.000 90.000 90.000
Shelxtl 5 结构分析软件包
★软件简介 ★软件结构
★数据校正——SADABS
★数据处理——XPREP
★结构解释——XS
★结构图形——XP
★结构修正——XL
★结构报告——XCIF
软件简介
★编写者： Sheldrick G.M. University of Goeltingen, German
★主要版本：Shelx 86, Shelx 93, Shelx 97, SHELXTL 5.* ★实验室运行版本：SHELXTL 5.03 ——MSDOS, UNIX ★ SHELXTL 5.1 ——NT
软件结构
★主要包含五个软件：XPREP,XS,XP,XL,XCIF ★涉及数据文件: name.ext，ext代表不同文件类型 ★主要文件：name.hkl, name.ins, name.res ★指令文件name.ins及结果文件name.res--具有相似的格式， 都是由四个字符的字符串定义的指令集。 ★衍射点文件：name.hkl(ASCII) 0 0 1 36.57 1.31 1 0 0 3 112.06 4.07 1 0 0 487057.13 2178.69 1 …… h k l I σ(I)(3I4,2F8.2)
产生的结果保存在RES文件中。
直接法在处理有心空间群时，有时可能失败，此时可把空间群 降低成无心结构但最后必须把它转化成有心结构，或者可使用 Patterson法。在有超过Na的重原子存在的条件下，Patterson法 可以给出较好的结果。
产生的RES文件如下：
TITL ylid in P2(1)2(1)2(1) CELL 0.71073 5.9647 9.0420 18.4029 90.000 90.000 90.000 ZERR 4.00 0.0005 0.0008 0.0017 0.000 0.000 0.000 LATT -1 SYMM 0.5-X, -Y, 0.5+Z SYMM -X, 0.5+Y, 0.5-Z SYMM 0.5+X, 0.5-Y, -Z SFAC C H O S UNIT 44 40 8 4 /与INS文件相同 L.S. 4 BOND FMAP 2 PLAN 20 S1 4 0.1897 0.6807 0.7416 11.000000 0.05 /最强峰命名为S Q1 1 0.6672 0.8003 0.6769 11.000000 0.05 219.00 /差Fourier峰 Q2 1 0.3137 0.5023 0.6253 11.000000 0.05 171.90 …… HKLF 4 END
Option [A] [B] [C] Space Group P222(1) P2(1)2(1)2 P2(1)2(1)2(1) No. #17 #18 #19 Type chiral chiral chiral Axes 5 3 1 CSD 26 359 5917 R(int) 0.022 0.022 0.022 N(eq) 3032 3032 3032 Syst. Abs. 1.3/5.2 5.2/9.3 9.3/23.8 CFOM 5.73 2.37 0.72
判断标准：I/(I)
?
？？？
由于在CCD中，弱点的值也较小，因而以I/(I)为标准似乎不 大合适，更合适的应是以I为标准：以所有点的平均I值为尺度