单晶结构解析
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画图
XCIF
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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
判断标准：I/(I)
?
寻找最高对称性：
SEARCH FOR HIGHER METRIC SYMMETRY -----------------------------------------------------------------------------Option A: FOM = 0.025 deg. ORTHORHOMBIC P-lattice R(int) = 0.022 [ 3032] Cell: 5.965 9.042 18.403 90.00 90.02 90.01 Volume: 992.52 Matrix: 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 Select Option [A]:
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
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
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
晶体结构报表文件
name.hkl name.p4p
name.res
改名
SHELXTL程序运行图 XPREP name.hkl
确定空间群 建立.ins文件
name.ins
XS
解初结构
name.ins
改名
XL
最小二乘修 正等
name.hkl name.cif name.ins
name.res 结构图
XP
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
•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
TPTZ的水解及裂解结果
N O O
Hale Waihona Puke Baidu
水解
N N N
N N N
分解
O C NH2 COOH
N
N
•XP的使用：
•XP程序的进入：
重设原 始晶胞 的晶格 类型
判断晶格类型：
3910 Reflections read Lattice exceptions: P N (total) = 0 N(int>3sigma)= 0 Mean intensity = 0.0 Mean int/sigma = 0.0 Select Option [P]: from file ylid.hkl; mean A B C I 1948 1951 1981 1945 1890 1878 1918 1881 109.2 106.3 103.4 111.7 27.8 26.7 28.0 27.7 (I/sigma) = F Obv 2940 2596 2843 2514 106.3 108.5 27.5 27.8 27.80 Rev All 2604 3910 2524 3780 110.3 108.8 27.7 27.8
若太多不能在一屏上显示时可 中断，再查阅生成的PRP文件
判断标准：R(int)，尽量选用最高对称性，R(int)在0.15以下 一般即可认为对称性成立。
不要随意降低对称性。
确定空间群：
按照晶系，晶格类型，E值统计，消光特点来判断空间群，并 给出了可能的空间群及其对应的综合因子CFOM，CFOM越小， 空间群的可能性越大，CFOM小于1表明建议的空间群很大可 能是正确的，而大于10则很可能是错误的，小于10的空间群一 般认为可以接受的。 空间群的类型 centro non-centro chiral
Type Axes chiral 5 chiral 3
R(int) N(eq) Syst. Abs. 0.022 3032 1.3/5.2 0.022 3032 5.2/9.3
E值统计并不很准确，大部分晶体都是有心的，应该尽量选取 有心空间群，只有在有心空间群无法解释时才选用无心空间群， 而且最后还必须检查化合物以确认确实不具有心对称性。
Patterson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 PATT HKLF 4 END
LINE Atom pair如果计算了多个平面，则还给出了 计算两原子间的连线 此平面与前几个平面的二面角；如 LINK n Atom pair 改变原子间的键连方式 表示观看或投影图形的取向， 1：沿 果改用MPLN/n，则可计算出重叠 a 轴； 2 ：沿b 轴； 3：沿c 轴 MATR n 指定所显示图形的取向 较少，较清楚的图形取向 MPLN Atomnames 计算指定原子的平面和二面角 将前者改为后者，也可用 NAME X1 A1 NEXT 通用符，如 ??A ?? 重新命名原子 读出SAVE指令保存的文件
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
DRAW filename 打印结构图或转换图形文件 指定显示的范围 ENVI n A1 显示指定原子的环境 EXAM EXIT FILE filenames 显示该通道中所有的文件 退出XP 存储XP中产生的文件
FMOL/n FUSE GROW
读入数据 删除所有对称操作产生的原子 长出完整的分子
令 指定键的类型，n=1：立体实线； 含 义 2：空地实线； 3：立体虚线；4： INFO ( A1) 显示一个或所有原子的结构信息 空地虚线； ：实线； 指定标签的类型，05 ：不标； 1：没6：虚 ISOT Atomnames 将指定原子转换成各向同性 线； 缺省值为1 H； 括号不标 H； 2 ：带括号不标 3：没括号标 H； 4：带括号标H JOIN n Atom pairs 改变原子间的键连方式 指 KILL Atomnames LABL code size 指定标签的大小，缺省值 600， 删除指定的原子（或Q） 常用值300--500 定义如何标注原子和标签的大小
点XP菜单 read(reap) 文件名 FMOL [ent]
填充球半径 •XP的常用指令(字母大小写通用 ) 成键半径 指 令 含 ARAD 0.30 1.52 A1 指定原子半径 CELL 显示晶胞参数 加/x同时给中心点 X1A CENT/x Atomnames
原子名(或$A) 义
计算并显示指定原子的中心
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
SHELXTL程序单晶结构分析
一、SHELXTL程序简介
主要包含五个程序：XPREP, XS, XP, XL, XCIF 主要文件：name.hkl, name.ins, name.res, name.lst, name.cif等 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)
吸收 校正
孪晶缺 面试验
[A] Apply ABSORPTION corrections [M] Test for MEROHEDRAL TWINNING [L] Reset LATTICE type of Original Cell 定义单胞的 [C] Define unit-cell CONTENTS 化学组成 [F] Setup SHELXTL FILES 建立计算指令文件 [R] RECIPROCAL Space Displays [U] UNIT-CELL transformations 显示倒 [T] Change TOLERANCES 转换 易空间 [O] Self-rotaion function 晶胞 [Q] Quit Program 自 改变一些变 旋 量的容忍值 退出程序 函
结构的解析(XS) 1) 结构解析的基本原理 XS用直接法或Patterson法解决相角问题，试验 性找出部分原子或重原子的位置（坐标） * 所谓直接法（direct methods），就是运用数 学的方法，利用不同衍射点的关系，从大量强度数据 中，直接找出各个衍射点的相角，从而达到解析晶体 结构的目的。其过程概括如下： 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
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
判断标准：I/(I)
?
寻找最高对称性：
SEARCH FOR HIGHER METRIC SYMMETRY -----------------------------------------------------------------------------Option A: FOM = 0.025 deg. ORTHORHOMBIC P-lattice R(int) = 0.022 [ 3032] Cell: 5.965 9.042 18.403 90.00 90.02 90.01 Volume: 992.52 Matrix: 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 Select Option [A]:
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
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
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
晶体结构报表文件
name.hkl name.p4p
name.res
改名
SHELXTL程序运行图 XPREP name.hkl
确定空间群 建立.ins文件
name.ins
XS
解初结构
name.ins
改名
XL
最小二乘修 正等
name.hkl name.cif name.ins
name.res 结构图
XP
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
•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
TPTZ的水解及裂解结果
N O O
Hale Waihona Puke Baidu
水解
N N N
N N N
分解
O C NH2 COOH
N
N
•XP的使用：
•XP程序的进入：
重设原 始晶胞 的晶格 类型
判断晶格类型：
3910 Reflections read Lattice exceptions: P N (total) = 0 N(int>3sigma)= 0 Mean intensity = 0.0 Mean int/sigma = 0.0 Select Option [P]: from file ylid.hkl; mean A B C I 1948 1951 1981 1945 1890 1878 1918 1881 109.2 106.3 103.4 111.7 27.8 26.7 28.0 27.7 (I/sigma) = F Obv 2940 2596 2843 2514 106.3 108.5 27.5 27.8 27.80 Rev All 2604 3910 2524 3780 110.3 108.8 27.7 27.8
若太多不能在一屏上显示时可 中断，再查阅生成的PRP文件
判断标准：R(int)，尽量选用最高对称性，R(int)在0.15以下 一般即可认为对称性成立。
不要随意降低对称性。
确定空间群：
按照晶系，晶格类型，E值统计，消光特点来判断空间群，并 给出了可能的空间群及其对应的综合因子CFOM，CFOM越小， 空间群的可能性越大，CFOM小于1表明建议的空间群很大可 能是正确的，而大于10则很可能是错误的，小于10的空间群一 般认为可以接受的。 空间群的类型 centro non-centro chiral
Type Axes chiral 5 chiral 3
R(int) N(eq) Syst. Abs. 0.022 3032 1.3/5.2 0.022 3032 5.2/9.3
E值统计并不很准确，大部分晶体都是有心的，应该尽量选取 有心空间群，只有在有心空间群无法解释时才选用无心空间群， 而且最后还必须检查化合物以确认确实不具有心对称性。
Patterson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 PATT HKLF 4 END
LINE Atom pair如果计算了多个平面，则还给出了 计算两原子间的连线 此平面与前几个平面的二面角；如 LINK n Atom pair 改变原子间的键连方式 表示观看或投影图形的取向， 1：沿 果改用MPLN/n，则可计算出重叠 a 轴； 2 ：沿b 轴； 3：沿c 轴 MATR n 指定所显示图形的取向 较少，较清楚的图形取向 MPLN Atomnames 计算指定原子的平面和二面角 将前者改为后者，也可用 NAME X1 A1 NEXT 通用符，如 ??A ?? 重新命名原子 读出SAVE指令保存的文件
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
DRAW filename 打印结构图或转换图形文件 指定显示的范围 ENVI n A1 显示指定原子的环境 EXAM EXIT FILE filenames 显示该通道中所有的文件 退出XP 存储XP中产生的文件
FMOL/n FUSE GROW
读入数据 删除所有对称操作产生的原子 长出完整的分子
令 指定键的类型，n=1：立体实线； 含 义 2：空地实线； 3：立体虚线；4： INFO ( A1) 显示一个或所有原子的结构信息 空地虚线； ：实线； 指定标签的类型，05 ：不标； 1：没6：虚 ISOT Atomnames 将指定原子转换成各向同性 线； 缺省值为1 H； 括号不标 H； 2 ：带括号不标 3：没括号标 H； 4：带括号标H JOIN n Atom pairs 改变原子间的键连方式 指 KILL Atomnames LABL code size 指定标签的大小，缺省值 600， 删除指定的原子（或Q） 常用值300--500 定义如何标注原子和标签的大小
点XP菜单 read(reap) 文件名 FMOL [ent]
填充球半径 •XP的常用指令(字母大小写通用 ) 成键半径 指 令 含 ARAD 0.30 1.52 A1 指定原子半径 CELL 显示晶胞参数 加/x同时给中心点 X1A CENT/x Atomnames
原子名(或$A) 义
计算并显示指定原子的中心
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
SHELXTL程序单晶结构分析
一、SHELXTL程序简介
主要包含五个程序：XPREP, XS, XP, XL, XCIF 主要文件：name.hkl, name.ins, name.res, name.lst, name.cif等 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)
吸收 校正
孪晶缺 面试验
[A] Apply ABSORPTION corrections [M] Test for MEROHEDRAL TWINNING [L] Reset LATTICE type of Original Cell 定义单胞的 [C] Define unit-cell CONTENTS 化学组成 [F] Setup SHELXTL FILES 建立计算指令文件 [R] RECIPROCAL Space Displays [U] UNIT-CELL transformations 显示倒 [T] Change TOLERANCES 转换 易空间 [O] Self-rotaion function 晶胞 [Q] Quit Program 自 改变一些变 旋 量的容忍值 退出程序 函
结构的解析(XS) 1) 结构解析的基本原理 XS用直接法或Patterson法解决相角问题，试验 性找出部分原子或重原子的位置（坐标） * 所谓直接法（direct methods），就是运用数 学的方法，利用不同衍射点的关系，从大量强度数据 中，直接找出各个衍射点的相角，从而达到解析晶体 结构的目的。其过程概括如下： 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