12255单晶解析

晶 体 结 构 解 析 步 骤 (基于 SHELXL97 结构解析程序和 DOS 版 SHELXTL 画图软件。在 DOS 下操 作) 1. 每一个晶体数据必须在 D:/STRUCT 下建立一子目录(如 D:\STRUCT\AAA)，并将最初的数据备份一份于 AAA 目录下的子目录 ORG; 注意： 2. 此处用了 STRUCT.BAT 批文件，它存在于 C:\根目录下，内有 path= c:\nix; c:\exe; d:\ struct; c:\windows\system32 (struct 为工作 目录，exe 为 SHELXL97 程序，nix 为 SHELXTL 画图) 3. 在了解 DOS 下操作之后，可在 WIN 的 WINGX 界面下进行结构解析工 作，画图可用 XP 或 DIAMOND 软件进行。 一. 准备 1. 检查是否有 inf、dat 和 f2(设为 sss.f2)文件 2. 用 EDIT或记事本打开dat或 inf文件, 并于本上记录下相关 数据(下面所说的记录均指记录于记录本上)： ⊕ 从% crystal data 项中，记下晶胞参数及偏差(cell)；晶体大 小(crystal size)；颜色(crystal color)；形状(crystal habit)；测 量温度(experiment temperature)； ⊕ 从R merge项中，记下Rint＝?.???? %； ⊕ 从 total reflections 项中，记下总点数； ⊕ 从 unique reflections 项中，记下独立点数 3. 双击桌面的 DOS 图标(或 Win2000 与 WinNT 的“命令提示符”) 4. 键入 STRUCT(属于命令，大小写均可。下同) 5. 进入欲处理的数据所在的文件夹(上面的1~2工作也可在这之后进 行) 6. 键入 XPREP sss.f2 (屏幕显示 DOS 的选择菜单) 7. 选择[4]，回车(下记为) 8. 输入晶胞参数 (建议在一行内将 6个参数输入，核对后) 9. 一系列运行(对应的操作动作均为按)之后，输入分子式(如, Cu2SO4N2C4H12。此分子式仅为估计之用。注意：反应中所有元素都应 尽可能出现，以避免后续处理的麻烦) 10. 退出XPREP运行之前，机器要求输入文件名，此时一定要输入文件 名，且不与初始的文件名同名。另外，不要输入扩展名。如可输入aaa 11. 检查是否产生有 PRP、PAR 和 INS 文件(PRP 文件内有机器对空间群 确定的简要说明) 12. 更名：REN aaa.f2 aaa.hkl 13. 用EDIT或记事本打开aaa.ins文件，在第二~三行中，用实际的数据 更改晶胞参数及其偏差(注意：当取向改变了，晶胞参数也应随之对应)， 波长用实际波长。 二．解结构 1. 键入 SHELXS aaa 或 XS aaa， (INS 文件中, TREF 为直接 法，PATT 为 Pattersion 法) 2. XP， (进入 XP 程序)(可能产生计算内址冲突问题，注意选 择处理) 3. READ or REAP aaa (aaa.res 为缺省值，若其它文件应是 文件名.扩展名，如 aaa.ins) 4. FMOL, (不要 H 原子时，为 FMOL LESS $H，或 FMOL 后， KILL $H, ) (读取各参数，屏幕上显示各原子的键合情况) 5. MPLN/N, (机器认为最好取向) 6. PROJ, (随意转动，直至你认为最理想取向) 7. PICK， (认为合理的位置投相应原子，如 C 原子键入 C8， 注意序号不能重复；不合理的用剔除，暂时不确定用空格键放弃， 完成或不再投原子时键入"/") 8. SORT …….. (排序) 如，SORT $Cu $N $C $H 9. FILE aaa, (保存文件) 10. EXIT， 或 QUIT， (退出 XP 程序) 11. 打开 aaa.ins，删去原子序号之前的 HKLF 4 这一行以及机器自动 产生的 REM 行(借助 WINGX 界面不会产生这一问题) 12. 键入 SHELXL aaa (此时的目的是用Fourier峰和差值Fourier 峰找其它原子) 13. 用 EDIT 或记事本打开 aaa.LST 文件(查看 Fourier 峰的大小，记住 峰值大于 5e/Å3 以上的峰如 Q1~Q8；如果前一次处理中有误，可能提示 一些信息于文件中，请注意处理，去误存真) 14. 进行 15~23 步，投 Qn(Fourier 峰较大者) 15. 重复 25~27 步骤，直到解出完整结构模型(过程中可打开 LST 文件 查看进行情况) 三．结构修正 16. 用 EDIT 打开 aaa.ins，并完成： ⊕删去原子序号之前的 HKLF 4 这一行(修正时，不允许在原子序号前 有 HKLF 4；但 HKLF n 可放在 END 的前一行), 以及机器自动产生的 REM 行； ⊕在 UNIT 行后加入 TEMP ?? (单位已设为°C)一行； ⊕加入 SIZE (晶体的三维尺寸 ???? ???? ????，单位已设为 mm)一 行； ⊕在 MERG 2 前加 REM；在 OMIT 4 前加 REM 17. 键入 SHELXL aaa 18. 用 EDIT 打开 aaa.res，并将 END 后的 WGHT 行移到 FVAR 行之后， 另存为同名的 INS 文件作为输入的指令文件 19. 重复 30~31 步骤，完成同性修正。每一次修正后，均可打开LST文 件查看运行情况。认为合理时，COPY aaa.res zzz.res (另存文 件，以备用)。必要时，记下同性(此时)的R1和wR2因子(不要求完全收敛) 20. 用 EDIT 打开 aaa.res，并将 END 后的 WGHT 行移到 FVAR 行之后， 并在原子序号之前加入单独的 ANIS n 一行(ANIS 为异性修正，n 为原子 个数，可根据情况设定)，存为同名的 INS 文件(履盖了原 INS 文件) 21. SHELXL aaa 打开 LST 或 RES 文件，不合理时，修正 INS 文件 ANIS n 的 n, 重复进 行 32~33 步，直到合理后 1. 进行第 36 步 2. 进入 XP 程序，并加 H。对 C、N可理论加 H，指令为 HADD； 对其它原子，则需采用 Fourier 加 H，即第 16 步为 REAP aaa ，第 20 步时投 H 原子 3. FILE aaa, (保存文件) 4. EXIT， (退出 XP 程序) 5. 用 EDIT 打开 aaa.ins，并完成： ⊕更改 BOND 0.5 为 BOND $H ⊕将各个 H原子移到相应原子之后，在 H原子前加 AFIX n3 一行，H 原子之后加 AFIX 0 一行(有关 n的规定，请查看 SHELXL 说明书)； ⊕删去原子序号之前的 HKLF 4 这一行(修正时，不允许在原子序号前 有 HKLF 4),以及机器自动产生的 REM 行； ⊕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) 6. 重复 29~30 和 34~38 步，继续修正，以致 H尽可能全部找出(如 果实在找不出，应在记录本上说明具体情况) 7. 重复 29~30 步，直到R1 收敛，Shift/error最小(0.00?)，残余 峰小（<1e/Å3）。此时，结构精修工作完成。强烈建议将这时的文件另 存一备份(可履盖同性备份文件)，COPY aaa.res zzz.res 四．氢键查找 氢键查找有多种方法，这里只是操作最简单的机器自动产生方法 8. 用 EDIT 打开 aaa.res，END 后的 WGHT 行移到 FVAR 行之后，并 在 UNIT 行后加入 HTAB 一行，存为同名的 INS 文件(履盖了原 INS 文件) 9. SHELXL aaa 10. 打开 LST 文件，记录下 H 键情况。并将 H键情况拷贝到 RES 文件中 的原子序号之前、BOND 之后，并将它们编成 HTAB O2 N2_$1 形式($1 为 对称性代码，用 EQIV 在 HTAB 之前定义)，存编辑后的 RES 文件为 INS 文件(履盖了原 INS 文件) 11. SHELXL aaa 12. 用 EDIT 打开 LST 文件，核查用 HTAB a b 产生的 H键是否全了和准 确(和机器HTAB产生的H键对比)（用HTAB a b产生的H键和用机器HTAB 产生的H键的差别在于前者可直接写入CIF文件中并在以后的处理中自 动产生 H键表，而后者不能；同时，有时机器 HTAB 产生的 H键不合理， 如一个给体同时与三个或以上受体产生 H键，这必须依据 H键的键长和 键角用人工 HTAB a b 方式挑出正确的） 13. 记录下 H键情况，以备画图之用 五．产生晶体学表 14. 用 EDIT 打开含 H 键命令的 aaa.res，并完成： ⊕END 后的 WGHT 行移到 FVAR 行之后； ⊕去掉 LIST 行； ⊕在 UNIT 行之后加 ACTA 一行(以产生晶体学文件 CIF 和 FCF) ⊕在 ACTA 行之后加 TEMP(测量温度)(21°C, 为 TEMP 21)、SIZE 各一 行 可在 CONF 前加 REM ⊕另存为同名的 INS 文件(履盖了原 INS 文件) 1. SHELXL aaa (运行之后将产生 CIF 和 FCF 两个文件) 2. 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 3. CIFTAB aaa (键入命令之前，可先关闭打印机，以免产生错误 动作) T … 注意：实验室统一规定，晶体学数据文本文件统一存为aaa.TXT；衍射 点文件统一为aaa.SFT 4. 用 EDIT 打开 aaa.res，在 ACTA 命令前加 REM，以免产生误操作， 增加 CIF 文件 48 步的编辑工作。至此，结构解析工作基本完毕(结构解 析还包括最小二乘平面的计算 MPLA、画图等工作) 六．画结构图 5. 进行15~19步骤。其中，17步为READ ZZZ.RES(RES可省。ZZZ.RES 为 H 键产生前的文件) 6. 画 ORTEP 图：JOIN 5 ＄H；LABL 1 550；TELP 0 -50 7. 画堆积(PACKING)图：MATR n(n = 1,2 或 3)；PBOX；PACK(其中 有许多操作，最后记得选 sgen/mol 后退出); LABL 1 330; TELP CELL 8. 画特殊图 ********************************* 实验室对原子的颜色和线条(ATYP)统一规定为： ATYP n $atom: n=1 for C; 2 for O; 3 for N; 4 for V, Mo or W; n=5 for Cu, Ni, etc. 8 for Cl or X; 3 for tetrahedron 7 for octahedron. 注意：画图的指令很多，可通过HELP获得帮助。每一图都应输入一文件 名，文件名应一目了然。如：BALL为球棒图；ELL50(.PLT)为ORTEP图； PKA为沿a轴的投影图；PKB为沿b轴的投影图；PKC为沿c轴的投影图；HA 为沿a轴的H氢键图；1D为一维链图等。如果是随意的，应在记录本上记 下对应文件名的意义。 说明：在写论文时，作为初稿，可用XP的VIEW/W 命令在屏幕上显示图 后，用拷屏方法先嵌于文中。作为正式稿，则采用其它方式插入图。常 用方法有三：一是将图打印出来，指令为XP下的DRAW ELL50 (ELL50 为 PLT文件)，后扫描成TIFF文件；二是XP下的DRAW ELL50.PLT文件为HPL 文件，后在WINGX下转化为PS文件，再用PHOTOSHOP转化为TIFF文件；三 是直接在DIAMOND下直接作图，并将图拷贝到PHOTOSHOP转化为TIFF文 件。三种方法各有优缺点，第一种方法的PLT图文件很小，是TIFF文件 的 1/10~1/100，且图像清晰，但要外部扫描。第二种方法将可在计算机 内直接操作，不需要纸，但产生了两个较大的图文件HPL和TIFF，且转 成黑白图时原彩色图不清晰。第三种方法的最大优点是图像艳丽(也可 设置成黑白图)，适于画多面体图和制作幻灯片，但其指令较多，且文 件非常庞大，在计算机存储空间足够大时是很好的一种方法。(一般稿 件要求提供TIFF图或EP图，晶体学期刊要求提供HPL图) 七．晶体学表 WORD 表格化 9. 从 WORD 打开 aaa.txt 文件，用表格相关命令将之转化为 WORD 表格，并另存为 aaa.doc 文件 aaa.ins 文件的

格式

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(常用) TITL --title up to 76 characters CELL--wavelength in Å and unit cell in Å & degree ZERR--Z(number of molecule = unite-content/molecule-formula), cell esd's LATT--lattice type SYMM--symmetry operators SFAC--to define scattering factor numbers UNIT--unit cell contents in the same order SIZE--crystal dimensions, e.g. SIZE 0.61 0.039 0.023 TEMP--temperature, e.g. temp 22 L.S. n --n cycles full-matrix least-squares ACTA--CIF-output, bonds, Fourier peak search OMIT h k l --to suppress bad reflections BOND $H(/0.5)--including H(/ or non-H) in bong lengths/angles tables CONF--all torsion angles except involving H EQIV $1 -x+1, -y+1, -z-- symmetry operation HTAB--H-bonds will be listed in the LST file HTAB a d--(a is the acceptor, d is the donor. This command can code H-bonds into the CIF file.) HFIX m7 or m3--(7 for rotating model, 3 for riding model, and m see 'help HADD') BIND a b--to join atoms a and b RTAB H..D--to list the distance of H and D (e. g., RTAB H..D H1 O2_$1) RTAB AHD--to list the angle of H bonding (e. g., RTAB AHD N1 H1 O2_$1) MPLA n atom1 atom2 …-- to list the derivation of plan(<0.03Å basic plane, <0.07 near plane, >0.07Å out of plane) FMAP n--Fo-Fc Fourier (when n<0, hole peaks will also be found) PLAN n--no. of peak list EXTI-- to refine an isotropic extinction parameter SWAT-- to calculate the solvent effect ANIS n -- to convert n atoms from isotropically to anisotropically WGHT--weighting shceme FVAR--over scale and free for U(H). When partial occupancy, it will be more than 2 values. Atom name , SFAC number x y z, U(iso) or Uij. The progam automatically generates special position constraints. AFIX mn--(see HFIX) AFIX 0 HKLF 4-- to read h,k,l Fo^2,sigma(Fo^2) from .hkl data file END 详细的说明可参阅 SHELXL97 说明书或陈小明编著的《单晶结构分析》