单晶结构解析 作业
单晶结构解析XP作图
单晶结构解析XP作图：1、画结构图打开Shelxtl软件→导入res文件→打开XP程序→输入fmol→kill $q→kill $h→envi （中心对称原子）→回车后寻找不同于1555对称操作的代码如2555→sgen 2555→proj(查看结构)→利用操作按钮转动结构找出最佳摆放位置(高度不能大于宽度)→labl 2 500(2 500是默认的大小) →telp 0 -30 0.05 0(后面四个数据分别确定结构的模型和一些参数) →回车回车直到出现Plotfile：(在这里输入名字，这里画结构图，可以统一命名为jiegou) 后回车将会出现命名所有原子的图（根据鼠标位置提醒依次在原子周围左键点击）→draw jiegou→回车后会出现SLPT device[L]:（输入a或者h）再回车输入jiegou，然后回车直到光标不闪位置→出现了xp《图标说明结构图已经画好→quit注：红色字体为结构需要对称操作才能显示一个完整的分子结构所进行的操作。
图片操作解析在这里必须输入命名，否者打不开。
在这里找到res文件的位置2导入res文件后，打开XP操作系统输入fmol后回车3输入kill $h $q4 proj后出现下图所示利用这些按钮旋转得到最佳摆放模式如下图5 按步骤画图二、作堆积图Fmol→matr 1(代表a方向堆积) →pbox 15 15→pack 然后点击按钮sgen/fmol保存（倒数第二个）→proj cell→telp cell →命名duiji 后出现一个命名原子的图框，标出O a b c→命名所有原子当出现这个时表明图已经画好draw duiji→a或h→duiji→→quit1、此步骤可有可无这个键保存标出Oabc即可后按B键保存退出后面是一样的，quit退出程序三、画弱相互作用：氢键、p···π、π···π、M···M等首先要找到氢键的位置，然后再根据对称操作找到氢键画法基本步骤为fmol→kill $q→uniq 原子1 原子2(为氢键的两个原子如uniq C5 N4) →envi N4 3(通过N4对称操作找到C5的操作代码不能为1555如为2555) →sgen 2555→join 3 H5 N4(3代表虚线、注意氢键的因为H5和N4非C5和N4，如错误，可用undo C5 N4来断开这之间的) →pick（杀掉无关的原子：回车键为杀原子，空白键为跳过，/键为保存，注意杀完后不是按/键退出的将没有保存）→telp后面画图步骤与上面一致(只需要标出C5和N4原子)π···π画法对称出两个需要连接的苯环后sgen后→cent/x C5 C6 C7 C8 C9 C10(定义苯环C5C6C7C8C9C10的中心为X1A) →cent/x C15 C16 C17 C18 C19 C20(定义苯环C15C16C17C18C19C20的中心为X1B) →join 3 X1A X1B→proj摆放最佳→pick→telp（画π···π键不需要命名原子telp后命名后出现的命名原子框可以之间按B键退出）以下面画C15-H15A···N3为例经过对称操作后应该为H15C和N3相连此时若不需要再画其他氢键了，可以将两边没有连键的原子杀掉如下图杀完原子后按/键保存退出将显示所杀掉的原子数依次telp只需要命名两个相关的原子即可enter为跳过原子，然后按B键保存退出，或者一直enter到最后也可以保存退出。
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。
南开大学材料学院结构分析课后题答案(XRD、中子衍射、电子衍射)
结构分析唐老师部分作业汇总第一次作业1、请写出晶体的定义。
试说明什么是单晶体?什么是多晶体？定义：质点（原子、离子或分子)在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质。
基本为一个空间点阵所贯穿的整块固体称单晶体，简称单晶；由许多小单晶按不同取向聚集形成的固体称多晶。
2、晶格与点阵是何关系?晶体结构与点阵、结构基元是何关系？原子参数与阵点坐标是何关系？晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性重复地排列所构成的固体物质，将其中周期性排列的重复单元抽象成在空间以同样周期性排列的相同几何点,这些点所构成的阵列称为点阵（lattice)，或空间点阵、空间格子。
沿三个不同的方向，通过点阵中的点阵点可以作许多平行的直线族和平行的晶面族，使点阵形成三维网格。
这些将点阵点全部包括在其中的网格称为晶格.带有原子、离子、分子或其集团的点阵就是晶格。
晶体结构= 点阵+ 结构基元对于点阵点坐标和原子参数，它们对于3个坐标轴的方向是相同的，但是点阵点坐标的度量单位是点阵周期，而原子参数的度量单位是晶胞参数.3、晶体的晶胞类型共分为哪几种？空间格子（点阵)可分为几类？每一类晶系各有多少种空间点阵格子形式?请分别写出.晶胞是描述晶体微观结构的基本单元,有素晶胞和复晶胞之分。
如果点阵点都处于平行六面体的顶点,每个平行六面体只有一个点阵点，此空间格子称为素格子,以P表示；如果体心还有点阵点，则此空间格子称为体心格子，以I表示；如果所有平面格子中心有点阵点，则称为面心格子，以F表示;如果仅一对相对的平面格子中心有点阵点，则此空间格子称为底心格子,视相对面位置分别以A, B或C表示。
晶体分为7个晶系(立方、六方、四方、三方、正交、单斜和三斜），依据特征对称元素和正当点阵单位的划分规则,晶体的点阵分为14种空间点阵型式：简立方(cP)、体心立方（cI）、面心立方(cF)、简六方（hP)、简四方（tP)、体心四方(tI）、R心六方(hR)、简正交(oP)、C心正交(oC)、体心正交（oI)、面心正交（oF）、简单斜(mP)、C心单斜（mC）和简三斜(aP)）。
(2021年整理)高中化学选修3第三章晶体结构与性质讲义及习题
（完整）高中化学选修3第三章晶体结构与性质讲义及习题编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）高中化学选修3第三章晶体结构与性质讲义及习题）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较晶体非晶体结构特性结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特性有自范性、固定熔点,对称性、各项异性没有自范性、固定熔点，对称性、各项异性2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”.4、晶胞中微粒数的计算方法--均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞.立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而形成的晶体原子间以共价键结合而形成的具有空间网格结构的晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体结晶体质点分子原子金属阳离子、自由阴、阳离子晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构(构成粒子）电子粒子间的相互作用（力）分子间作用力共价键金属键（静电作用)离子键性质密度较小较大有的很大,有的很小较大硬度一般较软很硬一般较硬，少部分软较硬熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应）大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性(除硅）电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质（如P4、Cl2)、非金属氧化物（如SO2、CO2，SiO2除外）、绝大多数有机物（有机盐除外）一部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼）,一部分非金属化合物（如SiC、SiO2）金属单质与合金（Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O），强碱(如NaOH），绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等）(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
单晶结构解析范文
单晶结构解析范文单晶结构是指物质中晶体的一种形态，它由完全相同方向排列的晶体组成，所有晶体之间没有晶界，构成一个连续的整体。
单晶结构具有许多独特的性质和应用，因此在材料科学和工程领域中具有重要的研究价值和应用前景。
单晶结构的形成通常需要在适当的条件下进行晶体生长过程。
晶体生长是使固态材料从液态或气态到固态的过程，通过控制晶体生长条件可以获得单晶结构。
单晶结构具有高度有序的原子排列，没有晶界的存在，因此具有许多独特的性质。
首先，单晶结构具有高度各向同性。
在单晶中，不论是物理性质还是化学性质，都不会随着方向的改变而改变。
这是因为单晶中的晶格结构完全相同，原子或分子的环境在各个方向上都是一致的。
这种高度各向同性使得单晶在光学、电学、热学和力学等方面具有均匀性，可以得到更精确的测量结果。
其次，单晶结构具有较高的机械强度和导热性能。
由于单晶中没有晶界的存在，原子或分子之间的相互作用更加紧密，使得单晶具有较高的机械强度。
此外，单晶结构中的热传导路径更为连续，热阻较小，因此具有较高的导热性能。
这使得单晶在高温和高压环境下具有较好的稳定性和性能。
另外，单晶结构还具有特殊的光学性质。
根据单晶结构的晶类系统和晶面的不同，单晶具有各种各样的光学性质。
例如，石英是一种具有透明性和双折射特性的单晶材料，广泛应用于光学领域。
另外，通过控制单晶结构的生长条件，还可以获得具有特殊光学性质的材料，如具有非线性光学性质的晶体。
此外，单晶结构还被广泛应用于微电子和光电子领域。
在微电子器件中，单晶硅是最常用的半导体材料之一，它具有很好的电学性能和相对较低的电阻率。
而在光电子器件中，如激光器、LED等，单晶结构的应用也非常广泛，通过控制晶体的生长条件和掺杂方法，可以调控材料的光学和电学性质，实现各种功能器件的制备。
总之，单晶结构是一种具有高度有序原子排列的晶体形态，具有高度各向同性、较高的机械强度和导热性能、特殊的光学性质等独特特性。
在材料科学和工程领域，单晶结构的研究和应用有着重要的价值和广阔的应用前景。
单晶解析--中山大学陈小明
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
7. 结果的解释与表达
分子的几何数据、结构图等
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
0.1 mm
保持竖直√ 保持竖直
AB胶，勿混用盖子√ 胶 勿混用盖子
尽量少挤压√ 尽量少挤压 用干净的牙签（两头， ） 用干净的牙签（两头，AB）√ 勿将AB胶互相污染 胶互相污染√ 勿将 胶互相污染 沾尽量少胶水√ 沾尽量少胶水
向下× 向下×；挤×
×太大
√形状接近球形 形状接近球形 √晶体大小合适 晶体大小合适 √玻璃丝明显比晶体细 玻璃丝明显比晶体细 √晶体重心处于 射线光束中心 晶体重心处于X射线光束中心 晶体重心处于
×对心不好 ×玻璃丝太脏
×晶体形状不佳
×玻璃丝不平整，未对心不好 玻璃丝不平整，
×玻璃丝太粗，背景衍射强 玻璃丝太粗，
1 3 2 4
6
Really non-centrosymmetry Pseudo-centrosymmetry
Disordered Centrosymmetry No super lattice
O
1 3 2 4
OH
5 7
1
O
OH
5 7 1
O
OH
5 7
3
3 4 6 2 4 6
6
2
O
1 3 2 4
OH
5 7
O
1 3
6
OH
5 7 1
O
OH
5 7
3 4 6 2 4 6
单晶结构解析
单晶结构解析
单晶结构解析是一种研究材料结构的方法，它可以通过对单晶样品进行X射线衍射实验，得到材料的晶体结构信息。
单晶结构解析是材料科学领域中非常重要的研究方法，它可以帮助科学家们更好地理解材料的性质和行为。
单晶结构解析的基本原理是利用X射线的衍射现象来研究材料的晶体结构。
当X射线照射到晶体上时，它会被晶体中的原子散射，形成一系列衍射峰。
这些衍射峰的位置和强度可以提供有关晶体结构的信息。
通过对衍射峰的位置和强度进行分析，可以确定晶体中原子的排列方式和晶格参数等信息。
单晶结构解析的实验过程需要使用到一些专门的设备和技术。
首先需要制备出单晶样品，这通常需要使用到一些化学合成方法和晶体生长技术。
然后将单晶样品放置在X射线衍射仪中，进行X射线衍射实验。
在实验过程中，需要控制X射线的入射角度和样品的旋转角度，以便得到尽可能多的衍射峰。
最后，通过对衍射峰的位置和强度进行分析，可以得到材料的晶体结构信息。
单晶结构解析在材料科学领域中有着广泛的应用。
它可以帮助科学家们研究材料的晶体结构、晶格畸变、晶体缺陷等问题。
例如，在材料设计和合成过程中，单晶结构解析可以帮助科学家们确定材料的晶体结构，从而预测材料的性质和行为。
在材料加工和改性过程
中，单晶结构解析可以帮助科学家们研究材料的晶格畸变和晶体缺陷，从而优化材料的性能和稳定性。
单晶结构解析是一种非常重要的材料研究方法，它可以帮助科学家们更好地理解材料的晶体结构和性质。
随着科学技术的不断发展，单晶结构解析将会在材料科学领域中发挥越来越重要的作用。
单晶结构解析范文
单晶结构解析范文单晶结构是固体材料中的一种晶体形态，与此相对的是多晶结构。
在物理学和材料科学领域，对单晶结构的研究具有重要的科学意义和应用价值。
本文将从单晶结构的定义、形成机制以及在科学研究和工业生产中的应用等方面进行解析。
首先，单晶结构是指材料中所有晶体都是同一种密排组织方式的晶体，晶胞参数完全相同，而多晶结构则是指材料中含有多种密排组织方式的晶体。
单晶结构的形成与晶体的生长过程有关。
晶体生长是指固体材料中晶体的逐渐增大和演化的过程。
晶体的生长需要充分的时间和适宜的环境条件。
单晶结构的形成通常需要较长的时间和较高的生长温度。
在恰当的生长条件下，晶体的各向同性增长是单晶的充分条件。
其次，单晶结构在科学研究中具有重要意义。
单晶结构通常具有比多晶材料更高的物理性能，因为晶体结构的完整性更高。
单晶结构对于研究材料的物理性质，例如热膨胀性、热导率、机械性能等具有重要的影响。
通过制备单晶样品，可以准确测量和研究晶体的各向异性和晶格缺陷等特性。
此外，单晶结构的研究对解析材料的微观结构和理解材料的宏观性质也非常重要。
再次，单晶结构在工业生产中也有广泛的应用。
单晶结构的材料通常具有优异的热稳定性和机械性能，因此广泛应用于高温、高压、高性能的工程材料中。
例如，单晶镍基合金被广泛应用于航空发动机中的高温部件，如涡轮叶片、燃烧室衬板等。
单晶结构的金刚石用作高效切削工具，具有极高的硬度和耐磨性。
此外，单晶结构也在电子器件、光学器件等领域得到应用。
最后，对单晶结构进行解析的方法主要包括X射线衍射、电子显微镜等。
X射线衍射是一种广泛应用于单晶结构分析的非破坏性分析方法。
通过测量X射线在晶体中的散射图样，可以确定晶体的晶格参数、晶胞对称性以及晶格缺陷等。
电子显微镜则可以提供更高的空间分辨率，可以用于观察单晶结构中的晶格缺陷和原子构型等细微特征。
综上所述，单晶结构是固体材料中的一种晶体形态，具有独特的结构和性质。
对单晶结构的研究不仅对于科学研究具有重要意义，还在工业生产中得到广泛应用。
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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）。