晶体结构建模分析软件crystalmaker中文教程.pdf

第一章界面介绍本章详细介绍了 Crystalmaker的操作界面，便于用户选择操作命令和保存文件。本章所有的 图片都是在Mac OS X 10.5 P eopard”上获得的。菜单介绍Crystalmaker(Mac versio n)记录、应用文件，隐藏或退出程序File打开、创建、保存和关闭文件。输出相关的文本和图片Edit编辑文本、结构和化学键；拷贝图片到剪切板，或者取消上步操作Selection选择原子相关的操作，例如标注、显示、隐藏原子Model选择结构模型显示的形式Rendering对模型的显示进行不同的设置Transform旋转、测量图片命令。可以测量化学键角度，或者产生粉末/单晶衍射花样Window对Crystalmaker操作界面进行设置Help提供在线帮助和用户手册图片界面结构在图片界面中显示。选择Window S how Ruler可以添加标尺。图片面板结构主要在图片面板中显示，在这里可以对结构进行旋转和测量操作，或者使用快捷键对其 进行操作。工具栏工具栏是对工具板的很好补充。对于常用的命令还设置了快捷键。打开或关闭工具栏：选择 Winsow S how/Hide ToolbarGraphics Window CrystalMaker File Edit Selection Model Rendering Transform Window Help 辑令 VSB 11:29 QIHHg.C 0 Amphftole nremoHtel与至其亲4 翻跑 乜J/U田.工 i.PT-Window ToolbarTook Modf Rn)(M)Ov S how/Hide S idebar隐藏Notes pane的三种方法：(1)点击 Toolbar 上的 Notes pane 来显示/隐藏 Notes pane；(2)双击S idebrowser和Notes pane之间的分隔栏；(3)把S idebrowser和Notes pane之间的分隔栏拖动到最下面隐藏S ite Browser的方法：(1)把S idebrowser和Notes pane之间的分隔栏拖动到最上面；Site BrowserS ite Browser提供关于结构中原子的信息。可以按照元素、位置标注对列表进行重新排列、同时在S ite Browser中，可以对原子的颜色、可见度、标注以及半径进行编辑，并对单个位 置或者同元素的原子簇进行编辑。Lbl口 LJCmn-vis MM国M M M M.囱丽M M M丽囱MrIAId3 6 6 1 1 15 112 2 2 O.L L L L LNotesNatrolite-a zeolite mineral.Crystal structure data from:Wyckoff(1960)Crystal Structures,vol.4,page 411.Notes pane在Notes pane中，可以保存关于结构的文本信息Overview WindowOverview Window提供关于复杂结构的动画和视频制作、文件浏览以及结构输出的具体细节 等信息，由Views,History,file和Log四部分构成。View PaneView pane有以下用处：(1)记录从特定视角观察晶体的图片；(2)在统一界面中同时操作几个晶体；(3)制作动画和视频创建操作结构的视图，方法有二：(1)点击 window toolbar 中的 S napshot；(2)选择 File Take S napshot一张结构图片就会出现在View pane中。从已有文件中创建视图：把一个或多个文件拖动到Views pane中。每个文件就会加载到Graphics window中，缩 略图会再在到Views pane中；(2)当Views pane可视时，点击Add按钮-,，然后选择想要加载的文件。加载一个视图：点击views pane中的视图，使用键盘上的箭头进行选择。重新排列视图：点击并拖动视图，对其进行重排重命名视图：点击视图文件，输入新的文件名，按Return或enter键完成设置更新视图：用户可以重新生成一个视图，以匹配与现在显示的结构：右键单击要选择的视图，选择Replace with current view同步视图Crystalmaker强大之处在于它能快读的同步多个窗口。这样，如果一个视图和另一个相关，用户可以对它们的显示进行设置，诸如原子颜色、渲染样式、位向、尺寸等。使用同步命令：(1)确保主视图在Graphics window的最前面，这个结构的设置将应用到所有的其他结构中;(2)选择 TransformS ynchronize 命令；(3)出现一个对话框，显示需要同步哪些视图；(4)点击0K开始同步。动画视图Overview Actions菜单*上的P lay命令，可以反复播放视图，同时还可以全屏播放或者结 构旋转。用户可以控制播放的速度。按escape退出动画播放。从视图中生成视频使用Overview Actions菜单色 上的P lay命令，可以生成一个Quicktime视频。这在展示结 构行为和相转变时比较有用。Files P ane用户可以在这个面板上管理最近的文件，并在快速的在不同的结构间进行切换。新近打开的文件会显示在Files P ane的左上角。用户也可以把未打开的结构加到Files P ane 中，并会显示为缩略图。添加文件到Files P ane：(1)把一个或多个文件拖动到Files P ane中；(2)或者点击Overview上的Add按钮比J：,然后选择想要加载的文件。把文件从Files P ane移除：(1)右键点击文件缩略图，选择Remove命令；(2)点击windows Actions按钮回，选择Clear Files List,移除所有文件。重新排列缩略图：点击拖动缩略图，对其进行重新排列。使用Files P ane打开一个文件：(1)点击文件的缩略图，在现在窗口中打开文件；(2)右键点击缩略图，选择Open in New Window,在新窗口中打开文件。显示 S lideshows 和 Animations使用Views pane,我们可以使用Files pane中的文件来展示Animated slideshows0选用Overview Actions 菜单。History P aneCrystalmaker会跟踪文件修改，并把它们显示在History P ane中。History P ane左上侧的缩略图为用户最近打开的文件；接下来的缩略图代表按时间顺序编辑 过的文件。点击缩略图，转到那个阶段的文件。Log P aneOverview window上的Log P ane显示了状态信息和屏幕工具的操作结果和化学键搜索结果。用户可以把Log P ane中的信息拷贝到其他程序中。在Overview Actions菜单里J中，选择 Text Options可以对文本进行编辑。工具面板(Tools P alette)工具面板中的屏幕工具，可以操作、测量和编辑结构。测量工具加上旋转工具，可以对晶体 进行精确位向操作。用户可以在键盘上输入相应的字母来选择工具。在工具面板的最上面，会显示晶体结构或单分子的彩色图片：这是显示是否在分子模式的快 捷方法。分子模式用来描述原子团以及其它没有长程对称的结构。使用工具面板选择Window P alettes显示工具面板。所有窗口的大小和位置都在在上次退出程序时自动 保存。设定工作台选择Window Workspace,在其子菜单中显示工作台。全屏模式Crystalmaker支持全屏模式，便于用户专注于结构。全屏模式下，Graphics window会自动调整以适应全屏的尺寸。通过把鼠标移至屏幕的上部,用户仍然可以使用菜单命令。进入全屏模式:点击window toolbar或者Tools palette上的Full S creen按钮，或者快捷键F。退出全屏模式：(1)按 Escape 键；(2)或者点击 Tools pallete 中的 S tandard S creen,快捷键 F。Rotate hand(H)Move(V)Arrow(A)Polygon(Y)Bond Distance(D)Bond Angle(G)Angle(N)Annotation text(T)Standard Screen(F)Auto Scale(K)Zoom Out(-)Rotate All(O)(I)Info(Z)Magnify zoom(X)Zapper(L)Lasso(R)Distance ruler(S)Torsion Angle(P)Plane(B)Add Bond(F)Full Screen(C)Auto Centre(+,=)Zoom In(O)Rotate Selection在线帮助系统Crystalmaker的在线帮助可以通过以下途径获得:(1)选择Help菜单；(2)点击一些出口中左下角的Help；(3)点击Fl。第二章软件预览本章分为三个连续的部分，分别介绍Crystalmaler的不同功能。第一部分我们将建立一个新 的晶体结构，包括对称性和化学键。第二部分我们研究不同的显示选项，包括图形样式和不 同的模型类型。最后一部分我们将使用程序中的不同工具来测量结构、显示配位团，以及以 文本文件和网页的方式输出数据。第一节建立无机物晶体结构本节我们介绍如何创建、显示和保存一个新的晶体结构。我们将以和其他无机物结构类似 MgAbO4 为例。结构数据在Crystalmaker中，可以使用数据编辑器来编辑晶体常数、对称性以及位置坐标。同时还可 以编辑颜色、原子半径，定义化学键等。使用以下结构数据：Crystal S ystem:cubicS pacegroup:F m(origin choice 2)Cell P arameter(a):8.08 AFractional coordinates of atoms in the asymmetric unit:elementXyZMg0.1250.1250.125Al0.5000.5000.500O0.2620.2620.262输入结构数据(1)选择 File New Crystal 命令；(2)出现以下Edit Crystal对话框：F d 3 m origin 2(字符间留空格)。如果输入格式错误，Crystalmaker会提醒用户。如果空间群符号输入正确，只有一个晶格常数会保留。Crystalmaker识别出输入的空间群符 号对应一个立方晶体，并且只需要a单胞参数。(4)按Tab键移至a栏，输入&08,对话框如下：(5)现在我们需要考虑晶体的非对称基元中的三个位置，对于每个位置，Crystalmaker需要 以下信息：位置标注(最多六位字符，字符间不能有空格)；一个或多个化学符号以及它们的占位率值(Crystalmaker使用元素符号来决定其原子半径和 原子颜色；元素符号可以是一个或两个字母)；每个位置的xyz位置坐标。可以以分数(1/2)或小数(0.5)形式输入。(6)点击Add按钮，或者按回车键开始编辑一个新的位置；(7)窗口中会出现包括默认的标注、位置坐标和占位率的条目。我们对这些设置进行编辑；(8)加亮位置位置标注。输入一个新的标注(最多六位字符，不能包括空格)一一我们选择Al(l)0按Tai键移至下一个编辑栏；(9)假定这个晶体有序，我们只需要输入单一的占位率值。此例中我们输入“Al L0”；(10)在x,y,z栏中输入。5,编辑窗口如下:(12)现在，按照结构数据表给出的信息，分别输入Mg和O位置的数据。使用Add按钮添 加新位置，或使用Remove删除一个位置；(13)当完成晶体数据输入后，对话框如下：Wmice Faramttm IM/Uymmemc UM 匚 Um DttWent raramaun Xmvm TypeCwtoam (ij(AM)c-Q(S how S idebar命令，出现S ite Browser窗口。如果还是不能显示，选择 Window S idebar S ite Browser 命令；(2)我们开始编辑原子颜色。Colour栏多个可以改变单个位置颜色的按钮；(3)点击一个颜色按钮，选择一个新的颜色；(4)我们开始编辑原子半径。需要注意的是原子半径的单位为埃；(5)点击Mg的半径值；(6)输入一个新的值，例如1.0,然后按Return。结构中Mg原子就会重设。定义化学键Crystalmaker可以自动搜索和生成化学键、多面体。一种方法是在Edit Bonding中，通过输 入元素符号和最大键长来定义化学键。(1)选择 Edit Bonding 命令，出现 Edit Bonding 对话框：(2)点击Add按钮，创建新的默认值的化学键。现在，我们来编辑这些数值。我们选择A1-O键，在From菜单中选择A1,在To菜单中选择O。我们可以输入A1-0键的最小和最大健长，但是我们会要求程序在已知原子数据的基础 上，选择合理的数值。注意，最大键长应该显示在Bmax栏。Crystalmaker会按照1.15义(以+啕计算最大键长，rA 和rB分别是From和To原子的半径。(4)点击Info,检查化学键范围是否足够大。(5)重复2-4,设置Mg-0化学键。当完成设置后，出现以下对话框：Define Bonds Auto-set bond range Remove(Add)(Cancel(OK)(6)点击OK按钮，重设有了化学键的结构，出现以下图形：添加注释用户可以使用Notes面板存储有关结构的信息。在Notes面板中，可以改变文本的颜色，字 体以及其他格式。(1)如果Notes面板不可见，使用Window S idebar Notes命令来显示它(或者点击Window Toolbar 上的 Notes 按钮)；(2)点击注释面板，出现光标；(3)输入文本；(4)使用Edit S election All命令选择所有文本；(5)改变字体；(6)选择部分文本，改变它们的大小，样式和颜色；寻求帮助Crystalmaker包含一个易理解的在线帮助系统。通过以下途径得到：(1)使用Help菜单中的Crystalmaker Help命令；(2)在一些菜单中，点击?按钮；(3)按 F1保存晶体文件(1)在File菜单中，选择S ave命令；选择合适的存储路径，输入文件名“S pinel Tutorial Crystal”。选择File Exit命令退出程序。第二节显示晶体在第一节中，通过输入晶格常数，空间群对称性，原子位置坐标，我们建立尖晶石晶体，并 对原子的颜色和化学键进行了设定。最后，我们把这个晶体存储为Crystalmaker的二元文件。这个尖晶石晶体文件将在本节中要来研究不同的晶体模型以及如何对它们进行晶体操作。打开Crystalmaker文件选择File Open命令，在电脑硬盘上定位“S pinel Tutorial Crystal”文件，双击打开这个文 件。重设图形大小通常过四种方法：(1)点击最大化按钮(Windows);(2)点击并拖动窗口；(3)使用工具面板中的.口 口在标准尺寸和全屏尺寸间转换。全屏尺寸提供最大的图片 区域，在这晶体和动画展示中比较有用。在这种模式中，不必要的面板均被隐藏。(4)选择Window S et P lot S ize命令，输入一个图形面板的大小值。重设图形窗口后，结构会重新画出。改变结构中原子参与数观察第一节中的Ball-and-stick模型可以看出，金属原子没有完全键合；应该键合的氧原子 坐落在了单胞外。我们可以通过重设一个更大的原子参与范围，来画出这些原来没有画出的 氧原子。(1)选择 Transform S et Range 命令，出现 P lot Range 窗 口：(2)第一个文本框为Xmin，输入原子的最小位置坐标，本例中输入-01；(3)按Tab键移至Xmax，输入原子的最大坐标位置。本例中输入L1；(4)在y,z坐标轴中，应用原子位置坐标范围从-0.1到1.1；(5)点击Apply按钮重画模型。改变背景颜色图形窗口中默认的背景颜色为黑色，这可以改变为其他颜色、渐变色或者背景图片。(1)选择 Model Model Options 命令，显示 Model Options 窗 口；(2)点击Background显示其面板：(3)选择P lain background按钮，然后点Colour按钮，出现颜色选择框；(4)选择一个新的颜色，在P review长方形中显示预览；(5)点击Apply完成设置；(6)关闭 Model Options 窗 口。旋转晶体Crystalmaker允许使用鼠标进行晶体旋转：(1)点击晶体结构；(2)点击工具面板中的旋转工具，；(3)把鼠标移至结构上，光标变为一个开放的手，表明是可以旋转的；(4)点击并按下鼠标，光标变为一个握紧的手；(5)始终按下鼠标，在屏幕内缓慢的移动，晶体随之旋转；为了控制旋转，我们需要了解鼠标是如何相对于屏幕旋转轴移动的。Crystalmaker使用了一 组正交轴，标记为XYZ。这与晶体学的坐标不同。Crystalmaker的屏幕坐标轴相对于屏幕保持不变：X轴从左到右；Y轴从下到上；Z轴从屏 幕里到外：绕X轴旋转：上下垂直移动鼠标 绕Y轴旋转：左右水平移动鼠标 绕Z轴旋转：按住shift键，瞬时针或逆时针拖动鼠标 指定旋转角度:鼠标旋转虽然有用，但不精确。我们需要使用工具面板上的旋转工具，对晶体沿Z轴精确 旋转30度：(1)在旋转面板上会显示一个默认旋转角度，这个角度可以在下拉菜单中进行选择;(2)点击角度，选择30；(3)点击+Z(或者按数字键盘上的1或9)。晶体绕Z轴进行旋转。定义观察方向另一种改变晶体位向的方法是定义一个晶体学观察方向，即在晶体内定义一个方向，让其平 行于Z轴。可以通过以下两种方法定义观察方向：(1)晶向坐标UVW；(2)晶面坐标(hkl),(hkl)为晶面的米勒指数。让我们从111晶向观察尖晶石晶体：(1)选择 Transform S et View Direction,显示窗口:确保Lattice Vector按钮被选择;(3)在三个数值框中都输入1；(4)点击OK；晶体会沿111方向重新画出。改变晶体模型Crystalmaker 中提供六种模型结构：Ball and S tick,S pace Filling,P olyhedral,Wireframe,S tick and Thermal Ellipsoid o对于每种模型，用户都可以选择是否显示：单胞外形，轴矢量，表面覆盖 不同的模型可以在Model菜单中选择。渲染模型目前位置结构在Crystalmaker中显示彩色模型。如果用户想要预览灰色的激光打印效果，可 以选择Greyscale模型得到高质量的灰色效果。另外，对于要在期刊上发表的图片，Black&White模型会比较合适。使用Rendering菜单，可以在不同的渲染效果之间进行切换。改变原子样式现在我们开始研究原子的样式(1)在 Model 菜单中选择 Ball-and-stick；(2)选择 Model Model Options；(3)点击 Atoms 显示 Atom Options 面板。列表中显示了非对称单元中所有位置，按元素排列。用户可以打开或关闭原子组来显示单个 位置。每个原子和位置都对应有原子球、热椭圆体和多面体样式。点击选择一个新的原子样式。(4)实验不同的原子样式；(5)点击Apply完成设置。改变化学键样式我们可以为不同的化学键选择不同的样式。(1)点击Model Options中的Bonds,出现原子键列表，包括A1-0键和Mg-0键以及它们的 原子键样式和颜色；(2)编辑A1-O键样式，点击原子键样式下拉菜单，选择一个新的样式；(3)点击Apply按钮完成设置。改变多面体样式下面，我们给予尖晶石晶体中不同Mg和A1位置以不同的多面体样式。(1)选择 Model P olyhedral 命令；(2)选择 Model Model Options 命令打开 Model Options 窗 口；(3)点击 Atom 显示 Atom Options 面板；(4)定位Al元素行，在多面体栏上点击并按住鼠标，出现多面体样式下拉按钮；(5)选择 S tripe-Fill S olid；(6)点击Mg多面体栏，从下拉菜单中选择P lain S olid样式；(7)确保氧多面体样式为Blank,出现一个红色十字；(8)点击Apply完成设置，出现类似以下的图片：使用位置浏览器位置浏览器显示了晶体中所有的位置，按照原子类型排列。用户可以改变单个位置的颜色，或者隐藏、标注位置。改变原子颜色：(1)确保结构是以 colour model(Rendering Colur)或 Ball&S tick model(Model Ball&S tick)模式显示；(2)如果位置浏览器不可见，先使window S idebar可见(Window S how S idebar),并确保这 包含 S ite Browser(Window S idebar S ite Browser)；(3)定位Al元素行，点击颜色按钮，出现颜色选择框；(4)选择一个新的颜色。按类型孤立原子(6)移至S ite Browser,定位O元素行；(7)第三列“Vis”包含复选框，表示是否显示原子或元素。点击氧元素后Vis复选框隐藏所 有氧元素：SiteV AlColour 1 Vis Lbl r|A r21。G 0.53 Al(1)M 口 0.53MMDOTI(8)选择氧元素后的%s复选框，再次显示氧元素。标记原子群(1)移至S ite Browser,定位氧元素行；(2)点击Lbl复选框，标注所有氧原子：Site-a Colour Vis(3)不选Lbl择复选框，删除所有原子标记。第三节测量结构本节研究关于结构及其化学键的测量方法，主要使用Crystalmaker的工具面板来测量、操作 和编辑结构：(A)操作工具(B)选择工具(C)测量工具(D)屏幕尺寸工具(E)缩放工具(F)旋转工具(G)旋转模式工具原子信息我们从使用信息工具来显示一些关于尖晶石结构中铝元素周围化学键信息开始。(1)如果尖晶石结构没有打开，使用FileOpen打开文件；确保结构是使用颜色的Ball-and stick模式(Model Ball&S tick)；(3)选定一个含有化学键的A1原子；(4)如果工具栏不可见，使用Window P alettes Tools命令使其可见；(5)选择工具面板上的.7；(6)点击选定的A1原子。此原子会加亮，一个显示位置标注、原子类型和原子数的信息框 会出现：(7)点击信息框上的延1按钮;(8)关于选定原子和任何键合原子的信息会显示在Overview Window上的Log面板(如果 Overview window 不可见，选择 Window P alettes Log 使其可见)。放大感兴趣区域：下面，我们使用屏幕工具来放大A1原子周围的键合环境。(1)选择工具栏上的放大工具R：；(2)把鼠标指针放在A1原子上并点击。结构会以被点原子为中心放大；(3)继续放大A1原子，直到它的键合原子填满屏幕。测量距离和角度接下来我们测量A1原子和其键合原子之间的距离和角度。测量化学键距离：(1)在工具面板上选择化学键距离工具b；(2)点击Al原子，显示为加亮；(3)点击和加亮A1原子键合的O原子，它们之间的实际距离会显示出来；(4)观察Overview window窗口的Log面板。化学键距离会记录在这儿，连同它的矢量;测量化学键角度；(5)选择化学键角度工具(6)点击氧原子，铝原子，再一个氧原子；(7)三维方向的角度为在选定的原子边上显示出来，并出现在Log中。测量平行于屏幕方向的距离：(8)选择距离工具/；(9)鼠标在图片窗口中点击，显示为十字；(10)移动鼠标，同时保持在图片窗口中。当鼠标移动时，一条线会连在起始点；距离会显 示在线的边上；(11)点击另外一个点，测距完成显示出来。重设放大结构的尺寸：点击自动尺寸调整按钮囹，结构会重新画出，以适应图片窗口的大小。使用晶面Crystalmaker可以显示一个穿过结构的晶面。用户可以定义晶面的位向，对其进行移动，以 及以其为界面切除结构。显ZF晶面：(1)选择 Transform Lattice P lane Edit,Lattice P lane 窗口 如下:(2)确保晶面的米勒指数设为111；(3)点击OK继续。结构中会显示出一个穿过单胞中心的透明晶面。注意，默认情况下，相对于晶体模型，这个晶面会居中。米勒指数定义了晶面的相对位向,而非绝对位向。接下来，我们研究在结构中拖动这个晶面。在结构中移动晶面：(1)选择晶面工具唳.(2)在图片窗口中点击并移动鼠标。晶面平行的向前或后移动。隐藏晶面：选择 Transform Lattice P lane Hide。晶面会消失。晶面和晶向间的角度角度测量不仅限于原子之间。也可以测量指定晶面和晶向间的角度。接下来，我们测量(111)晶面和001晶向间的角度。(1)选择 Transform Calculate Angle 命令，显示 Calculate Angle 对话框:(2)在Direction 1中输入111,选择它为P lane Normal,这样Direction 1现在代表了(111)晶 面；在Vector 2中输入001,选择它为Lattice Vector,这样Direction 2现在代表了 001晶向；晶面和晶向间的角度会显示在对话框下面；(4)点击Calculate按钮，计算的角度会显示在Log中。隐藏原子在前面章节我们定义了沿晶体学坐标方向的原子范围(Transform S et Range)o Crystalmaker 中的选择工具也可以用来进行原子范围的改变。隐藏原子团可以使用选择工具选择不同形状的结构区域。(1)点击箭头工具K;(2)在图片窗口中选择一个矩形区域；(3)选择S election Hide Unselected Atoms命令，结构中为只显示选定的原子；(4)选择S election S how All命令，显示所有原始原子。隐藏单个原子(5)选择:？工具；(6)点击一个原子，其会很快消失；选择S electionS how AU命令,显示所有原子(或者如果使用方工具只进行了一次操作，使用Edit Undo命令)。配位环境我们已经介绍了一些强有力的选择工具，可以选择晶体模型的任何区域。不过，如果我们再 掌握了 S pherical选择工具，软件使用起来会更加方便。Crystalmaker允许用户观察圆形的原子团。我们可以使用这个功能来研究尖晶石晶体中A1 原子周围的键合环境。(1)选择 Transform Define Cluster 命令，出现 DeGne Cluster 对话框：(2)确保Around site被选定；(3)在下来菜单中选择A1,原子的位置坐标会显示出来；(4)如果我们想显示位置周围2.5埃范围内的所有原子，Inner Radius设定为0,Outer Radius 设定为2.5；(5)点击OK继续。结构会重画，只显示以A1为中心周围的原子，本例中会显示一个A1O6 原子团。修饰接下来，我们使用这个A1O6原子团来实验单个原子和化学键的样式。(1)使用箭头工具选择中心原子A1；(2)选择S election Atoms S tyle命令，在菜单中为中心原子选择一个新的样式;(3)使用以上步骤，为原子团中的氧原子选择一个新的样式；(4)点击选择一个自定义的氧原子；(5)按住shift键，点击中心A1原子。选定的原子会加亮；(6)选择 S election Bonds S tyle 命令，出现 Bond S tyle 对话框；(7)在下拉菜单中为化学键样式选择点划线，并使用颜色按钮改变线的颜色；(8)点击OK键完成设置。生成化学键文件如果用户想要记录晶体中化学键长度和角度的信息，可以在Crystalmaker中生成一个详细列 表，并存储为化学键文件。这个文件包含了单胞中所有原子的位置坐标，以及每个非对称基 元中原子的化学键角度和长度。用户可以使用任何文字或文本编辑器对化学键文件进行编 辑。文件的格式详见第10章。(1)选择File Export Bond Data命令，出现一个文件对话框；(2)设定一个文件名和存储路径，点击save按钮；(3)Crystalmaker生成一个原子和化学键列表，并保存到磁盘。用户可以使用文字编辑器查 看这些化学键文件。输出网页最后，我们以网页的形式输出关于尖晶石结构的信息。(1)网页上图片会和屏幕中图片的大小相同；(2)选择FileExportWeb P age命令，出现文件对话框，设定一个文件名和存储路径;(3)点击S ave继续，Crystalmaker会生成一个HTML文件；(4)定位文件位置，使用Web浏览器打开。第三章构建晶体本章介绍如何在Crystalmaker中创建新的晶体，并对它们进行展示和编辑。我们从检查确定 晶体需要哪些数据开始。接下来介绍晶体编辑器以及它先进的对称性选择。然后我们介绍如 何确定化学键和多面体。最后介绍如何改变原子的颜色和半径，并把这些保存为默认设置。元素、原子和位置为创建和编辑晶体，我们首先需要了解Crystalmaker如何区分原子、元素和晶体学位置。构建晶体需要三个主要因素：晶格常数，空间群以及非对称基元。对于单胞中的每个原子，Crystalmaker需要它的位置标注，最少一个化学元素符号及其占位 率，分数坐标。位置标注位置标注用来确定非对称单元中一个独特的位置，其最多为六位字符（字母或者数字），不能 是空格。占位率Crystalmaker以及其他程序（CrystalDiffract）需要知道在特定位置上是什么原子占据，以及其 相应的比例。原子以其化学元素符号相区分，为一位或者两位字符，并且只能包括字母。理想晶体中，每个位置只有一种原子占据；其占位率为1。但是，实际晶体中，一些位置显 示部分占据，或者无序原子分布中的多重占据。因此，Crystalmaker允许我们定义每个位置 最多三个元素符号，每个元素拥有部分展位数值。例子1高温超导体中Ag离子无序排列。假设Ag离子部分占据，但是位置间对称，标注为“Ml”。每个位置包含Ag原子的几率为10%。这样，占位率可以写做如下：Ml AgO.l例子2一种矿物质中Al和S i原子在四面体位置上为无序排列。晶体结构中，T1位置含有S i的几 率为75%,含 A1的几率为25%；T2位置上含有S i的几率为25%,铺 A1的几率为75%占位率写做如下：T1 S i 0.75 Al 0.25T2 S i 0.25 Al 0.75Crystalmaker按照每个位置上占位较多的元素的化学符号为标记。按照化学元素符号不同，原子可以赋予不同的颜色、半径和化学键。Crystalmaker自动识别 周期表中的化学元素，并自动设置每种原子的颜色和原子半径。温度因素原子位移参数（温度因素）可以从文本文件（例如CIF,GS AS,P DB,S HELX等）加载到程序中。用 户可以使用Model Options中的Atoms面板来自定义显示。创建新的晶体创建新晶体的两种方法：（1）在文本文件中输入数据。利用文字处理器或文本编辑器来创建一个包含晶体学数据的纯 文本文件(AS CII格式)。然后在Crystalmaker中通过File Open命令来打开这个文本文件(详 见第10章)；(2)在 Crystalmaker 中，使用 File New Crystal 命令。晶体数据编辑器选择File New Crystal命令创建新的晶体，或者选择Edit S tructure进行编辑。晶体编辑窗 口如下：此窗口由三部分组成：一、对称数据；二、晶格参数；三、非对称基元中原子列表。设定对称性编辑晶体的第一步是以空间群的形式设置它的对称性。空间群符号用户可以直接输入空间群，或者点击Browse,然后选择一个空间群。空间群符号可以以一下三种格式输入：(1)国际符号必须输入正确的格式，字符之间要有空格(例如C2/c应该输入“C2/c”)。可以使用简写的 国际符号(例如“C2/c”)，或者使用完整的国际符号(“C 1 2/c 1”)。完整的符号可以进行 非传统的对称设置。(2)S choenflies 符号必须使用括号，符号间不能有空格。列入c62h应该输做：C2h(6)o(3)空间群号在晶体学国际表中。Crystalmaker假定为空间群的标准设置。230种空间群都包含在程序中。如果用户的输入不能被Crystamaker识别，警告三角号会出 现。空间群浏览器在空间群浏览器中，用户可以从列表中选择一个空间群。在Edit Crystal中点击Browse,或 者选择 Window P alettes S pacegroup Browser 命令，就可以显示 S pacegroup BrowseroS pacegroup Browser的上部为搜索界面，下面为晶系、点阵类型和空间群的列表，显示了空 间群的一些信息。从列表中选择一个空间群：(1)在左侧列表中选择一个晶系；(2)在中间列表中选择一个点阵类型；(3)在右侧列表中选择空间群符号。搜索空间群：在S pacegroup Browser的上部搜索空格中输入空间群符号；(2)按回车键。如果搜索到空间群，其相应的晶系、点阵类型和符号就会加亮，相关信息就 会出现在窗口的下面。显示非传统空间群：选择S how All S ettings显示各种非传统空间群。高级对称选项用户有时定义对称性需要更大的灵活性：也许在使用一种非传统的空间群设置，或者想要手 动输入对称性位置。这种情况下，可以点击Edit Crystal中的Options选项，出现S ymmetry Options对话框：Symmetry Opilons使用单选按钮，可以选择一：空间群，在这种情况下生成一般等价位置(GEP s)；选择二：自 己定义一般等价位置(GEP s)。点击Output打印GEP so限定晶格常数选项如果选择了 Constrain lattice parameters,Crystalmaker就会自动根据对称性设定晶格常数。这就意味着，在立方晶体中只需要输入a值。少数情况下需要关闭此选项。例如，保留原子对称信息情况下研究单胞变形。手动设置对称性操作点击Customize单选按钮，手动输入一般等价位置点击Add按钮编辑新的一般等价位置，如下格式：+x-y+z1/2+x 1/2-y+z选择行，点击Remove来删除已经存在的GEP。原始误差使用Origin Offset可以让程序明白在用户数据和Crystalmaker的对称性之间存在误差。以分 数形式输入误差值。晶格常数如果选择了 Constrain Lattice P arameters选项，在Edit Crystal窗口中只有未限定的晶格常数 会出现(在立方晶体中为a)。用户需要输入单胞边长(单位为埃)，以及坐标轴间的角度。占位率和位置坐标在Edit Crystal窗口中，显示了非对称基元的位置列表。Crystalmaker使用这些位置的坐标来 生成完成的单胞。在列表中添加新的位置：(1)点击 Add；(2)输入标注来识别位置；Tab到S ite occupancy field,并输入这个位置的化学占位：如果这个位置有序，就输入元素符号；如果这个位置无序，就输入最多三个元素及其占位，格式如下：S i 0.7 Al 0.2 Ge 0.1总的占位率不能超过1 O(4)在位置坐标中输入坐标数值；(5)回车完成输入。标记已经存在的位置：(1)点击想要编辑的选项；(2)输入新的数值，回车。删除一个位置：(1)点击行数，选定行；(2)点击 Remove o原子位移参数原子位移参数用来定义热