单晶结构解析总结
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：
•
• •
单晶解析总结
有关单晶培养的问题 １．单晶培养的方法多种多样，我们没必要掌握那些难以操作的，如升华法、共结晶法等。
最简单的最实用。
常用的有１．溶剂缓慢挥发法；２．液相扩散法；３．气相扩散法。
９９％的单晶是用以上三种方法培养出来的。
２．单晶培养所需样品用量 一般以１０－２５ｍｇ为佳，如果你只有２ｍｇ左右样品，也没关系，但这时就要选择液相扩散法和气相扩散法，不能使用溶剂缓慢挥发法。
３．单晶培养的样品的预处理 样品溶解后一定要过滤，不能用滤纸，而是用一小团棉花轻轻的塞在滴管的中下部或下部，不要塞太紧，否则流的太慢。
样品当然是越纯越好，不过如果实在没办法弄纯也没关系，培养一次就相当于提纯了一次，我经常用一些ＴＬＣ显示有杂点的东西长单晶，但得多养几次。
４．一定要做好记录 一次就得到单晶的可能性比较小。
因此最好的方法就是在第一次培养单晶的时候，采取少量多溶剂体系的办法。
如果你有５０ｍｇ样品，建议你以５ｍｇ为一单位，这样你可以同时实验１０种溶剂体系，而不是选两种溶剂体系，每个体系２５ｍｇ。
这是做好记录就特别重要，以免下次又采用已经失败的溶剂体系，而且单晶解析时必须知道所用的溶剂。
５．培养单晶时，最好放到没人碰的地方，这点大家都知道。
我想说的是你不能一天去看几次也不能放在那里５，６天不管。
也许有的溶剂体系一天就析出了晶体，结果５天后，溶剂全干了。
一般一天看一次合适，看的时候不要动它。
明显不行的体系（如析出絮状固体）就要重新用别的溶剂体系再重新培养。
６．液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为１：２－１：４。
７．烷基链超过４个碳的很难培养单晶。
８．分子中最好不要有叔丁基，因为容易无序，影响单晶解析的质量。
９．含氯的取代基一般容易长单晶，如４－氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易长单晶。
晶体结构解析步骤。
一支管法：在单晶制备时，经常会发现配位一发生，产生大量的微晶，再去挥发母液，怎么都长不大，以前听人说可用扩散法，但受到文献启示，可以找一根长玻璃管，底下注入盐的溶液，上面加一个纯溶剂缓冲层（可长可短），最上面注入（先慢后快）配体溶液，两三个小时或两三天就搞定了。
单晶结构解析
单晶结构解析单晶结构解析是指通过实验和计算，确定一种物质的单晶体结构及其晶体学参数的过程。
单晶结构解析对于物质的性质，结构及其在材料科学中的应用具有重要的意义。
下面将从实验过程、数据处理及结果分析三方面对单晶结构解析进行详细描述。
实验过程在进行单晶结构解析之前，需要先获得单晶样品。
获得单晶样品的方法主要包括晶体生长、晶体分离等。
单晶样品的获得需要具备一定的技术储备和经验。
一般情况下，单晶样品的获得需要先从大的多晶体中选择适合的晶体，再通过化学处理、物理处理等方法制备单晶样品。
获得单晶样品后，需要对其进行结构分析。
实验过程主要包括X射线单晶衍射实验、数据采集等步骤。
X射线单晶衍射实验是获得单晶结构信息的主要实验方法。
实验过程中需要将单晶样品置于X射线衍射仪中，然后进行数据采集。
根据实验条件和单晶样品的性质，可以选择不同类型的衍射仪，如旋转衍射法、Laue法等。
数据采集后，需要对数据进行处理。
数据处理数据处理是单晶结构解析的重要环节之一。
在数据处理过程中，需要消除噪声，确定有效数据。
常用的数据处理方法包括数据维护（检查数据质量）、数据分类、数据索引等方法。
数据维护是指检查数据质量，删除无效数据和不符合要求的数据。
数据分类是将有效数据根据其类型和强度进行分类和编码，为后续数据索引做准备。
数据索引是通过将不同类型的有效数据进行比对，旋转和移动，找出相应的基本数据并确定晶系、晶胞等结构参数。
结果分析单晶结构解析的最终结果是通过计算获得的晶胞参数，通过这些参数可以确定晶体的空间对称性、原子类型和位置等结构信息。
对于单晶结构解析结果的评价，需要考虑各种因素，如数据质量、数据采集方法、计算方法等。
评价单晶结构解析合理性的指标主要包括R值、Rfree值等。
R值是实验数据与模型预测之间差异的程度，R值越小说明模型和衍射数据之间的匹配越好。
Rfree值是根据实验数据和模型计算的一组独立数据与模型预测之间的差异，用于评估模型的过拟合程度。
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。
单晶分析报告
单晶分析报告1. 简介本文档是对某种单晶进行分析的报告。
我们将从晶体的基本信息、晶体结构、晶体性质以及应用领域等方面进行详细的分析和讨论。
2. 晶体基本信息•晶体名称：[晶体名称]•晶体化学式：[化学式]•晶体结构类型：[结构类型]•晶胞参数：[晶胞参数]•晶体密度：[密度]3. 晶体结构分析本节将对该晶体的结构进行详细的分析和描述，并给出具体的晶体结构参数。
同时，我们还将通过晶体结构图和结构模型展示晶体的结构特征。
4. 晶体性质分析本节将对该晶体的物理、化学性质进行分析和研究。
我们将主要从以下几个方面进行讨论：4.1. 光学性质•折射率：[折射率]•双折射：[双折射]•颜色：[颜色]4.2. 磁学性质•磁性：[磁性性质]•磁矩：[磁矩大小]4.3. 热学性质•热膨胀系数：[热膨胀系数]•热导率：[热导率]4.4. 电学性质•电导率：[电导率]•介电常数：[介电常数]5. 应用领域根据该晶体的性质和特点，我们可以将其应用于以下领域：•光学器件制造•电子器件制造•磁性材料制备6. 结论通过对该晶体的分析和研究，我们得出以下几点结论：1.该晶体具有良好的光学性质，适合用于光学器件的制造。
2.该晶体具有较高的磁矩，可用于制造磁性材料。
3.该晶体的热膨胀系数适中，可用于高温环境下的应用。
7. 参考文献•[参考文献1]•[参考文献2]•[参考文献3]以上是对某种单晶进行分析的报告，希望能对您的工作和研究有所帮助。
单晶结构分析
文件结束命令
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
常用的凝胶有：硅酸钠、四甲氧基硅胶、明 胶和琼脂等
5)水热法或溶剂热法 (hydrothermal method and solvothermal method) 特别难溶的化合物可用此法，重要的技巧是 控制好温度 6) 升华法(sublimation) 能长出好的晶体，但应用较少。
5. 晶体的挑选和安置
1) 晶体的挑选 必须选择在同一晶核上长成的单晶体。能够 满足单晶结构分析的晶体，须达到如下标准：
a）单晶的外貌 品质好的晶体，应该外形规整，有光泽的表面， 颜色和透明度一致，没有裂缝和瑕疵。
应该是一个完整的个体，不应有小卫星晶体 或微晶粉末附着。 不是孪晶。
b）单晶的大小
大小是一个重要因素。理想的尺寸取决于：晶 体的衍射能力和吸收效应程度（决定于晶体所含元 素的种类和数量）；所用射线的强度和探测器的灵 敏度（仪器的配臵）
晶体的安置方法
a
b
c
d
a 将晶体粘在玻璃毛上的正确做法 b 将晶体上包上一层胶等保护晶体 c 将晶体装在密封的毛细玻璃管中 d 将晶体粘在玻璃毛上的不正确做法
二 用SHELXTL程序进行结构分析
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)
单晶结构.
A、B分别为两种对目标物溶解度不同的溶剂， 目标物溶解于溶解度大的A中，溶解度小的溶剂B 的蒸汽慢慢扩散A中，降低目标物的溶解度，使 之不断结晶出来
4) 凝胶扩散法(diffusion)
A
A
·
·
B
A
B
B
a b c 或将反应物之一臵于凝胶中，另一种的溶液 进行扩散（a）；或将两种反应物制成溶液，从不 同方向向凝胶中扩散（b、c）
适宜的温度
合适的溶剂
清洁稳固的环境
2) 溶液界面扩散法（liquid diffusion) 两种方法：
A、B分别为两种反应物溶于两种 不同的溶剂所形成的溶液
A或B为待结晶化合物的溶液，而 另一为惰性溶剂
· · · · B
·
A
3) 蒸汽扩散法（vapor diffusion)
B
A
· · ·
A B ·· ·
1) 晶体的挑选 必须选择在同一晶核上长成的单晶体。能够 满足单晶结构分析的晶体，须达到如下标准：
a）单晶的外貌 品质好的晶体，应该外形规整，有光泽的表面， 颜色和透明度一致，没有裂缝和瑕疵。
应该是一个完整的个体，不应有小卫星晶体 或微晶粉末附着。 不是孪晶。
b）单晶的大小
大小是一个重要因素。理想的尺寸取决于：晶 体的衍射能力和吸收效应程度（决定于晶体所含元 素的种类和数量）；所用射线的强度和探测器的灵 敏度（仪器的配臵）
常用的凝胶有：硅酸钠、四甲氧基硅胶、明 胶和琼脂等
5)水热法或溶剂热法 (hydrothermal method and solvothermal method) 特别难溶的化合物可用此法，重要的技巧是 控制好温度 6) 升华法(sublimation) 能长出好的晶体，但应用较少。
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
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：/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。
※按要求撰写文章的文字部分，填写cif中相应段落，注意格式要求！_publ_section_title 题目_publ_section_abstract 摘要_publ_section_related_literature 相关文献_publ_section_comment 评论_publ_section_exptl_prep 制备方法_publ_section_exptl_refinement 精修说明_publ_section_references 参考文献_publ_section_figure_captions 插图说明_publ_section_table_legends 表格说明_publ_section_acknowledgements 致谢※将cif中需要填写的其他部分（在cif的标准空白样本中以！标注）全部完成，并再次检查整个cif文件格式和内容。
《单晶结构分析》课件
同步辐射法：利用同步辐射照射晶体，分 析衍射图谱，确定晶体结构
电子显微镜法：利用电子显微镜观察晶体 表面，确定晶体结构
原子力显微镜法：利用原子力显微镜观察 晶体表面，确定晶体结构
03
单晶结构分析的实验技 术
X射线衍射技术
应用：分析晶体结构，确定 晶体的晶系、晶胞参数等
电子信息：单晶结构分析在电子信息领域的应用广泛，但需要解决半导体 器件、集成电路等难题
能源环境：单晶结构分析在能源环境领域的应用前景广阔，但需要解决新 能源材料、环境污染治理等难题
数据分析与模拟计算的挑战与机遇
数据量巨大：需要处理和分析大量数据
计算复杂度高：模拟计算需要大量的计算资源和时间
准确性要求高：模拟结果需要与实际结果高度吻合
原理：利用X射线与晶体相 互作用，产生衍射现象
实验步骤：样品制备、X射 线源选择、衍射数据采集、
数据处理
优点：分辨率高，可分析多 种晶体结构，广泛应用于材
料科学、化学等领域
电子显微镜技术
原理：利用电子束扫描样品表面，通过电子束与样品相互作用产生的信号来获取样品 的形貌和结构信息
特点：分辨率高，可以观察到纳米级别的样品结构
数据分析和模拟计算将共同 推动单晶结构分析的发展和
应用
跨学科合作与交流的加强
单晶结构分析与其他学科的交叉融合 跨学科合作在单晶结构分析中的应用 单晶结构分析在跨学科研究中的作用 加强跨学科合作与交流对单晶结构分析发展的影响
06
单晶结构分析的挑战与 展望
实验技术的局限性
实验条件：需要严格的实验 条件和环境控制
环境科学：单晶结 构分析在环境科学 中的应用，如污染 物检测、环境污染 治理等
单晶结构解析技巧
单晶结构解析技巧1. 通常，H原子的处理方法作者要给出:(1)一般通过理论加H，其温度因子为固定值，可通过INS等文件查看(2) 水分子上H原子可通过Fourier syntheses得到(3)检查理论加上的H原子是否正确，主要看H原子的方向。
若不正确则删去再通过Fourier syntheses合成得到(4) 检查H原子的键长、键角、温度因子等参数是否正常。
通过检查分子间或分子内的H键是否合理最易看出H键的合理性(5) 技巧：有时通过Fourier syntheses得到的H原子是正确的，可一计算其温度因子等参就变得不正常，则可以固定其参数后再精修（如在INS中的该H原子前用afix 1,其后加afix 0）(6) 各位来说说方法与心得？2.胡老师，下面的问题怎么解决啊？谢谢您。
220_ALERT_2_B Large Non-Solvent C Ueq(max)/Ueq(min) ... 3.70 Ratio222_ALERT_3_B Large Non-Solvent H Ueq(max)/Ueq(min) ... 4.97 Ratio342_ALERT_3_B Low Bond Precision on C-C bonds (x 1000) Ang (49)B 级提示当然得重视了。
建议你先把H撤消，精修到C的热椭球不太变形和键长趋正常。
如做不到就要看空间群？衍射点变量比太小？以至追查到原始数据的录取参数和处理等。
这些粗略意见仅供参考，如何？3.在XP中画图时，只有一部分，想长出另外的对称部分。
我是envi完了，然后sgen长出来的，可是和symm显示的对称信息不一样。
比如：我根据envi的结果用sgen O1 4555得到的是O1A而不是O1D，这跟文献中标注的不一样啊，怎么统一呢？很困扰，忘达人指教。
xp里是按顺序编号的，第一个sgen出的的统一为A,依次标号。
你如果想一开始就统一D的话，重新name一下4.高氯酸根怎么精修呀？我用的SHETXL6.1版的，最好告诉我怎么用其中的XSHELL来做，我觉得他好用！Method 1DFIXDfix 1.42 0.02 Cl1 O1 Cl1 O2 Cl1 O3 Cl1 O4Dfix 1.42 0.02 O1 O2 O1 O3 O1 O4 O2 O3O2 O4O3 O4Method 2SADISadi 0.01 Cl1 O1 Cl1 O2 Cl1 O3 Cl1 O4Sadi 0.01 O1 O2 O1 O3 O1 O4 O2 O3 O2 O4 O3 O45. 晶体的无序是怎么造成的呀，是晶体培养的问题吗？如果无序太多，在解单晶的时候怎么办？我指的是很多的点，没有结构，他们的峰值都大于了0.5大于0.5没什么的，解完后都在1以下就可以了。
《单晶结构解析》课件
这是一份关于单晶结构解析的PPT课件，旨在分享有关单晶结构的知识和应 用。通过该课件，您将了解单晶结构的基础知识、实验方法、解析步骤以及 应用领域等内容。
简介
什么是单晶结构？为什么要解析单晶结构？通过本节课件，您将了解单晶结构的定义以及解析单晶结构的重要 性。
基础知识
晶体的结构类型、常见的晶体符号以及晶胞参数的意义和计算方法是解析单晶结构的基础知识。本节课件将带 您深入了解这些内容。
实验方法
解析单晶结构的实验方法通常包括X射线衍射法、中子衍射法和电子衍射法。 本节课件将介绍这些实验方法的原理和应用。
实验步骤
解析单晶结构的实验步骤包括样品制备及处理、测量样品的衍射图谱、计算晶格常数和晶胞体积、解析晶格对 称性和原胞形状，以及确定原子位置和晶体结构。详细了解这些步骤，可提升单晶结构解析的能力。
应用
单晶结构在许多领域中都有广泛的应用。本节课件将介绍单晶结构的应用领域以及单晶结构解析在物质科学中 的重要性。
例分析
通过实际案例的解析过程与结果，探讨不同晶体类型的解析方法。深入分析这些案例，有助于加深对单晶结构 解析的理解和应用。
总结
本节课件将总结单晶结构解析的重要性，并展望其未来的发展趋势和研究方向。单晶结构解析是一个充满挑战 和发展机遇的领域。
参考文献
在最后一节课件中，将提供相关论文和著作的引用，方便学习者进一步深入 研究单晶结构解析相关的资料。
赵丹shelx单晶结构解析
a’ = -0.5b, b’ = 2a, c’ = c,
Non-merohedral twin example 2: Pb(C12H6O4): monoclinic, P21/c a = 13.1648(18), b = 5.3881(8), c = 14.599(2) Å, β = 95.759(2)º , R = 0.043 and wR = 0.097.
Refinement of Twinned Structures with SHELXL97
where o.s.f. is the overall scale factor, km is the fractional contribution of twin domain m, Fcm is the calculated structure factor of twin domain m and n is the number of twin domains.
4、Non-merohedral twin
The twin operation does not belong to the Laue group or to the point group of the crystal.
双晶轴往往属于比实际晶胞更大的超晶胞，直接指 标化会将晶胞定大！
Non-merohedral twin example 1: 如某正交晶系： 晶胞参数a=7.02Å， b=13.98Å， c=16.66Å 由于2a ≈ b 形成了一个晶胞体积扩大2倍的赝四方晶胞: a=14.01Å， b=14.01Å， c=16.67Å
Perfect twin
Acta Cryst. (2003). D59, 1995
Merohedral Twin example 1：
单晶结构解析技巧
(5) 技巧：有时通过Fourier syntheses得到的H原子是正确的，可一计算其温度因子等参就变得不正常，则可以固定其参数后再精修（如在INS中的该H原子前用afix 1,其后加afix 0）
反过来讲如果一个结构报告把 H参数都准确列出，我们可以认定这是一篇高水平的研究。
理论加 H是基于分子几何构型指定 H的辅助方法，水和甲基等等都不是它可应付得来的。
看来是介绍能量优化理论计算来指定 H的时候了，将请国武老师贴出两篇好文章供分享。
有关的计算程序已在论文中列出并可在网上下载，希望这种“理论加氢”方法得以推广。
如果无序太多，在解单晶的时候怎么办？我指的是很多的点，没有结构，他们的峰值都大于了0.5
大于0.5没什么的，解完后都在1以下就可以了。特殊的比较大的在重原子附近也没有关系
5.
比较确切的定义是单胞中你测定的或你设想的“化学式”的数目。
在分子晶体中，Z 是分子数，在其它各类晶体中则为化学式个数。
2）氢键，水分子的H应位于能形成合适的氢键位置上，而不是随意的位置。
基于以上两点考虑，在用SHELXTL程序精修时，在主体骨架都确定之后把残余峰的数量改为50，甚至更大（PLAN 50）,然后在O周围的残余峰中仔细辨认，把位置合适的残余峰定为H。
从残余峰中得到H原子，键长一般不是理想的键长，而且位置在经修过程可能会发生改变，为了解决这些问题，我们可以这样来做。
（6）各位来说说方法与心得？
2.
胡老师，下面的问题怎么解决啊？谢谢您。
220_ALERT_2_B Large Non-Solvent C Ueq(max)/Ueq(min) ... 3.70 Ratio
单晶结构解析总结
.lst
2.36 11.57 2.16 1.48 0.85 1.12 7.93 1.22
h k l
0 1 -4 -6 -16 -2 2 -8
Fo^2
Fc^2
13.30 25827.84 122.96 60.32 514.28 81.20 2229.44 954.47
Delta(F^2)/esd Fc/Fc(max) Resolution(A)
TITL 040518b in P2(1)/n ……………………………. SFAC C H N S Sn Cl UNIT 80 92 8 8 4 12 omit 0 3 4 omit 1 0 1 omit -4 3 3 omit -6 4 6 omit -16 5 2 L.S. 8 EXTI 0.00224 ACTA BOND FMAP 2 PLAN 20 WGHT 0.028000 1.235100 FVAR 0.412890
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
b 原子的位移参数(atomic displacement parameters)
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)
单晶结构分析
“Eine Neue Art von Strahlen”
“一种新的射线----初步报告” 维茨堡物理学医学会会刊
• 5 Jan. 1896
“X-ray discovered by Rontgen”
维也纳新闻报
• 23 Jan
Alber von Kolliker suggested Rontgen ray
当时艾瓦尔德是索末菲(A.Sommerfeld) 的学生,1910 年确定论文题目为“各向 同性的谐振子作各向异性排列时对光学 性质的影响”, 企图从微观上解释晶体为什么会产生双折射。当时 量子力学尚未问世,他将普朗克和洛伦兹的经典色散 理论推广到各向异性的周期结构中,考虑电磁波与倒 空间点阵排列的谐振子之间相互作用和传播,这是数 学上和物理上难度很大的问题。 1912 年1 月艾瓦尔德的论文大体就绪,但有些结果把 握不大,他去请教当时在光学理论方面声誉很高的劳厄
提交巴伐利亚科学院，
后在学报上发表，劳厄
自己于1912年6月8 日 向柏林物理学会作了这
项发现的报告
25年后普朗克“1912年6月14日当劳厄先生…..给我们看了 他的第一批照片….听众并未完全信服…但是当看到ZnS典 型劳厄图后….每个听众都认识到一件伟大的事发生了…..”
劳厄选了5个波长标定了ZnS四重对称衍射斑点数， 当时是 把X射线衍射与晶体结构定量地联系的一个重要进展。一年 后小布拉格指出其不正确
的贡献应获诺贝尔奖
7
1985艾瓦尔德去逝后，设艾瓦尔 德奖奖励在X射线衍射动力学理 论作出重要贡献科学家
单晶结构解析
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
材料科学与化学工程学院
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
孪晶缺 重设原 面试验 始晶胞
[A] Apply ABSORPTION corrections
的晶格
[M] Test for MEROHEDRAL TWINNING
类型
[L] Reset LATTICE type of Original Cell [C] Define unit-cell CONTENTS [F] Setup SHELXTL FILES
4/15/2021
上一页 下一页
材料科学与化学工程学院
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：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 晶体结构报表文件
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
TITL 040518b in P2(1)/n ……………………………. SFAC C H N S Sn Cl UNIT 80 92 8 8 4 12 omit 0 3 4 omit 1 0 1 omit -4 3 3 omit -6 4 6 omit -16 5 2 L.S. 8 EXTI 0.00224 ACTA BOND FMAP 2 PLAN 20 WGHT 0.028000 1.235100 FVAR 0.412890
wR和R1值小于0.05。通常，R值越小，说明晶体结构
正确，衍射数据质量高。
拟合度S (goodness-of-fit-on)，也叫GOOF值
基于Fo2 精修时，如果权重方案合适、结构正确，S值应该接
近于1.0，如果S值超出1.0±0.2，可以采用更加合理的权重 方案加以改善。
• 在数据还原与结构精候选过程中两个重要的R 因子：Rint
.ins
• XP 重复操作，直到找出所有非H原子 用直接法或帕特森法经排序（用EDIT或XP的SORT）
• 编辑INS文件，加入BOND $H 和ANIS；
• 运行XL，进行各向异性修正； • 加H（或差值F峰合成或理论加H）。
加H方法 （理论加氢和Fouier加H 根据氢键加H） • 加H时间 anis精修后，也可提前 • 对C、N可理论加H，指令为HADD • 检查加H的正确性 • 加H类型 • 对其它原子，则需采用Fourier加H • 如果非N、C原子仍不能找出H原子，可提高 PLAN后的数值(残峰多一点)
结果输出与检查（产生晶体学表）
• Xcif （产生TEX文件）
• 或（用EDIT打开CIF文件，输入晶系、空间群、
颜色、形状、总衍射点数和Rint等参数）
• Checkcif
/ • 画图 （分子结构图、堆积图、配位图等）
限制性精修和强制性精修
其它文件
数据的处理有错。
改善方法：选用质量好、较大的晶体重新收集衍
射数据。
(2) 正确给出化合物分子式或元素类型
(3) 给出文件名
2、SHELXS（或XS）解初模型
操作XPREP产生的.ins和.hkl文件 产生 .res（结果文件） 和
.lst文件（记录精修过程）
注意：直接法和重原子法之间的切换
XP（投原子） (1) 读取XS和XL的结果.res文件，观看fourier图形， 重新命名原子，重写供进一步精修XL操作的ins 文件。 (2) 看图、画图
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
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
.lst
2.36 11.57 2.16 1.48 0.85 1.12 7.93 1.22
h k l
0 1 -4 -6 -16 -2 2 -8
Fo^2
Fc^2
13.30 25827.84 122.96 60.32 514.28 81.20 2229.44 954.47
Delta(F^2)/esd Fc/Fc(max) Resolution(A)
•删除坏点的方法： 每次精修完后，程序都 会自动产生50个坏点， 写在lst文件中，查到后可把它们的h、k、l 值加上 OMIT指令写在ins文件中，继续精修即可，如：
Most Disagreeable Reflections (* if suppressed or used for Rfree)
几个参数：
•
• •
信噪比I/ （运行XPREP和XS时可以看到）
诊断指标（Figure of merit，简称FOM） 综合诊断指标(CFOM) （应尽可能小） （运行XPREP 时可以看到）
Rsigma Rsigma = [(Fo2)]/ [Fo2]/
为衍射数据的背景强度(Fo2)之和与峰强度值之和的比值。 它是衍射数据整体质量的一种反映。 如果Rsigma 大于0.1，则可能是数据太弱，也可能是衍射
• 接下来是，修正至收敛，找H键(必要时用 Platon程序协助)，计算平面性、二面角、pi-pi
作用距离，产生晶体学CIF文件及晶体学表。
• 在转换成晶体学表之前必须转到WIN窗口运行
WinGX之Platon Validate检查一下结构的合理性，
并逐一解决它。
Ins文件的完善
• ACTA
（产生cif文件）
(2) 吸收校正没有做好，导致在不同方向测量的等效衍
射数据强度明显不相等； (3) 定错晶系
注意： 在衍射数据还原完成后或结构解析初期，就
应该检查Rint的数值，考虑是否需要改善吸收校
正和是否定错了晶系和空间群。
二、直接法（或重原子法）解析晶体
• 1、XPREP
(1) 操作.raw和hkl文件，产生ins和.hkl文件，供XS和XL用 此处可选择或给出空间群 （原则：就高不就低） 空间群的对错可借助于platon程序检查、校正
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，
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
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
• Size （晶体外形与吸收校正） • TEMP • HTAB （在lst文件中查找结果，检查是否合理，再在ins文 1 2）
件中手动HTAB • EQIV • Z值修改 • BOND $H
Ins文件的完善 • PLAN 20 • conf
• size 0.42 0.35 0.15
• TEMP
• WGHT 权重方案
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
a, b, c, , 晶系，Laue群 系列hkl, I, (I)等
晶 体 结 构 分 析 的 步 骤
4. 衍射数据的还原与校正
系列hkl, Fo2, (Fo)等
5. 结构解析： 直接法与Patterson法 Fourier合成
部分或全部原子坐标
6. 结构模型的精修
全部原子坐标和位移参数等
参数：
1. (mm1 or cm1 ) 线性吸收系数 （linear absorption coefficient)为X射线束以 x路径通过晶体时被减弱的程度系数。
•
2. Rint由所有等效衍射点的平均差别计算。
它反应吸收校正效果的好坏，如果有充足的等效点，
进行合适的吸收校正后，应该有Rint 5% (P65 和 P101) Rint越小（如0.05)，表明等效衍射点的强度在实验误差 范围内确实相等；相反，如果Rint达到0.1左右，表明 等效衍射点的强度其实并不相等，引起的主要原因： (1) 衍射数据的精度不好，如数据整体太弱；
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