s
Доцент Морозов Михаил Владимирович: официальный сайт

Михаил Владимирович Морозов:
персональный сайт

А Г Д К Л М П Р С Т У Х Я

1. Построение 3D-моделей атомных структур


Построение трёхмерных моделей атомных структур необходимо для адекватного понимания конституции и свойств природных и искусственных веществ и интерпретации экспериментальных данных во многих областях не только кристаллографии и минералогии, но и физики, химии, биологии. Программное обеспечение для создания таких моделей выпускается множеством производителей. Ориентировано оно, как правило, не только на описание кристаллических структур, но также и на создание моделей молекул и атомных группировок.

Средства визуализации при моделировании кристаллических структур должны включать в себя возможность представления структуры в нескольких стандартных вариантах: «шариковом» (атомы представлены в виде сфер, соприкасающихся друг с другом), «проволочном» (атомы представлены в виде небольших, разнесённых в пространстве сфер, соединённых линиями «атомных связей») и «полиэдрическом» (группы атомов представлены в виде координационных многогранников по Полингу). Каркасные структуры иногда целесообразно представлять в виде графов, которые нагляднее характеризуют геометрию пустот. Поскольку структура кристалла периодична, её изображение выполняется обычно на примере одной или нескольких элементарных ячеек. Имеет значение возможность сопоставления ориентировки атомных плоскостей и возможных граней кристалла, что важно при интерпретации его физических свойств.

Помимо визуализации, программные средства должны облегчать расчёт численных параметров, описывающих свойства структуры. К простым параметрам относятся межатомные расстояния, углы между связями и т.п. Более сложными являются результаты моделирования физических свойств (рентгеновская дифрактограмма, колебательные моды, инфракрасные и рамановские спектры).

Отдельный интерес представляет возможность моделирования непериодических атомных структур - молекул, радикалов или точечных центров. Такого рода модели используются при анализе взаимодействия кристаллов и растворов, интерпретации спектроскопических и иных физических свойств кристаллов.

Программы для 3D-моделирования обычно ориентированы на определённый сегмент науки (неорганическая кристаллография, органическая кристаллография и биохимия, классическая химия), поэтому выбирают их с учётом задач, которые стоят перед исследователем.

Предыдущая глава - Содержание - Следующая глава

Доцент Морозов М. В.
3D-моделирование кристаллических форм и атомных структур
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 130301 и 130306.
Санкт-Петербург
2011

Энциклопедия
Найти