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

Приложение 2. Задание по построению 3D-модели атомной структуры


Требуется построить 3D-модель кристаллической структуры. Этапы:

1. Выписать пространственную группу и координаты атомов в элементарной ячейке для данного минерала из базы данных MINCRYST (вкладка «атомные позиции»). Номер карты минерала выдаёт преподаватель.

2. Запустить программу Atoms и построить трёхмерное изображение элементарной ячейки минерала.

3. Построить вручную проекцию элементов симметрии элементарной ячейки для данной пространственной группы.

4. Сравнить два построенных изображения (элементарная ячейка минерала и проекция элементов симметрии). Для каждой позиции, занятой атомом, определить её симметрию, кратность, число степеней свободы, координационное число и координационный полиэдр. Определить симметрию координационного полиэдра и степень его отклонения от идеального. Проверить симметрию позиций на сервере Bilbao Crystallographic Server.

5. Построить в программе Atoms второе трёхмерное изображение элементарной ячейки минерала на основе уже построенного, обозначив координационные полиэдры, если они образуют обособленные атомные группировки (острова, слои и т.п.).

Последовательность выполнения задания

Поиск структурных данных минерала производится в открытой кристаллографической базе данных ИЭМ РАН MINCRYST. Для входа в базу данных на главной странице нужно нажать кнопку «Входите», затем перейти на страницу «Название минерала и/или его спецификация», где в поле «НАЗВАНИЕ МИНЕРАЛА» ввести его русское название или его часть и кликнуть мышью по кнопке «Поиск». В окне браузера отразится страница с названием минерала и числом имеющихся для него карточек. Кликнув по названию минерала перейти к списку карточек, содержащих структурные данные по данному минеральному виду. Если номер карточки неизвестен, следует выбрать карточку для разновидности минерала наиболее точно соответствующей его идеальной формуле (при необходимости сравнить данные разных карточек), структурные данные которой получены для стандартных условий (T = 293 K, P = 1 bar). Затем перейти на данную карточку, кликнув мышью по её номеру (слева от названия минерала).

Список карточек для минерального вида фенакит:

Внешний вид главной страницы структурной карточки минерала (вкладка «Основные данные»):


На информационной карте минерала данные сгруппированы на нескольких вкладках, названия которых перечислены в верхней части окна.

На вкладке по умолчанию (Основные данные) необходимо скопировать следующие данные: номер карты, сингония, пространственная группа, параметры ячейки, количество формульных единиц.

Запись No: 3618  Создана: 05/04/1989  Последняя редакция: 13/01/2009
Название:             Фенакит (PHENAKITE)
Спецификация:   [1], структурный тип - phenakite
Формула:             Be2SiO4
Сингония:            тригональная
Пространственная группа:             R 3(-)
Параметры ячейки:           a = 12.4720 | c = 8.2510
Кол-во формульных единиц:          Z = 18

На вкладке Ссылки&Примечания необходимо скопировать ссылку на научную статью, по которой приводятся данные, а на вкладке «Атомные позиции» - таблицу атомных позиций.

Источники информации: Структура: J.W. Downs, G.V. Gibbs (1987);
* Amer. Mineral., 72, 769-777

Фенакит (PHENAKITE), [1], структурный тип - phenakiteАтомные позиции
╧ п/п      x/a           y/b          z/c           B(j)         Заселенность
1              0.1956     0.9840     0.7499     0.2600     Si
2              0.1943     0.9841     0.4156     0.4100     Be
3              0.1941     0.9822     0.0846     0.4100     Be
4              0.2097     0.1212     0.7503     0.3800     O
5              0.3338     0.0004     0.7499     0.3400     O
6              0.1222     0.9122     0.9150     0.3600     O
7              0.1223     0.9134     0.5849     0.3600     O

Затем производится определение координационных чисел и координационных полиэдров для всех позиций. Рекомендуется выписать все длины связей, т.к. они показывают реальную (искажённую) форму полиэдра, а затем ввести полиэдр с учётом координационного числа и длин связей между центром и лигандами. Затем следует перейти к изображению следующего полиэдра.

Завершается работа определением мотива структуры (одинаковость связей определяют сравнением их длин). Затем нужно выбрать модель структуры: катион- или анионцентрированная и вывести только полиэдры одинакового знака. Определить номер пространственой группы, проверить её установку, сформировать структурные данные из БД MINCRYST в формате «Bilbao Crystallographic Server» и определить симметрию позиций и их кратность.

Оформление отчёта

В отчёте привести исходные структурные данные и характеристики всех полиэдров в форме таблиц. Таблица атомных позиций имеет вид:

Позиция №
Атом
Обозначение по Вайкоффу
Кратность
Симметрия позиции
КЧ
Полиэдр           

В программе Atoms сохранить изображения (и перенести в отчёт) для каждого полиэдра в отдельности и для всей структуры, изображённой в модели катион- (либо анион-) центрированных полиэдров (указать выбранную модель).

Рисовка общего вида структуры осуществляется с полиэдрами, которые создают структурный мотив.

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