Obecna definicja kryształu (od 1991 r.)

Jakiekolwiek ciało stałe wykazujące
dyskretny obraz dyfrakcyjny

Nobel w chemii 2011

Daniel Shechtman za
odkrycie kwazikryształów

http://www.jcrystal.com/steffenweber/qc.html

octagonal
QC:

 

V-Ni-Si 
Cr-Ni-Si 
Mn-Si 
Mn-Si-Al 
Mn-Fe-Si 

decagonal
QC: 

 

Al-TM

(TM=Ir,Pd,Pt,Os,Ru,Rh,Mn,Fe,Co,Ni,C
r) 

 

Al-Ni-Co

* 

 

Al-Cu-Mn 
Al-Cu-Fe 
Al-Cu-Ni 
Al-Cu-Co

* 

 

 

dodecago
nal QC: 

 

Cr-Ni 
V-Ni 
V-Ni-Si 

icosahedral
QC: 

 

Al-Mn 
Al-Mn-Si 
Al-Li-Cu

* 

 

Al-Pd-Mn

* 

 

 

 

                  

                    

octagonal QC

 

                  

                    

decagonal QC

 

                  

                    

dodecagonal QC

Struktura kryształu

1. Informacja o rozmiarach komórki

elementarnej

2. Informacja o symetrii kryształu

(grupa przestrzenna)

3. Informacja o położeniach atomów w

asymetrycznej części komórki
elementarnej

4. Informacja o drganiach atomów

wokół położenia równowagi
(czynniki przemieszczenia)

Hodowla
kryształu

Pomiar
dyfrakcyjn
y

Rozwiązan
ie
struktury

Udokładnie
nie
struktury

Plik CIF

Wyznaczanie struktury kryształu

Crystallographic Information File (CIF) jest
standardowym plikiem tekstowym dla
przechowywania i przekazywania informacji
krystalograficznej, upowszechnionym po 1992 r.
przez International Union of Crystallography
(IUCr).

Ogromna większość programów komputerowych
służących do wizualizacji struktur cząsteczek
chemicznych oraz struktur krystalicznych jest w
stanie zaimportować informację z plików CIF.

W takim formacie zapisywana jest informacja
strukturalna dla kryształów związków
organicznych, metaloorganicznych i
nieorganicznych w oparciu o wyniki analizy
strukturalnej na monokryształach.

Crystallographic Information
File - CIF

W latach 80-tych ubiegłego wieku
automatyzacja procesu określania struktury
kryształu spowodowała, że publikowana
informacja strukturalna zawierała ogromne
tabele współrzędnych atomowych
przygotowane ręcznie na maszynach do
pisania. W efekcie rzadko która publikacja
była drukowana bez co najmniej jednego
błędu numerycznego.

Pojawiła się konieczność stworzenia procesu
przekazywania informacji krystalograficznej
bezpośrednio z komputera do czasopism
naukowych i baz danych
krystalograficznych.

Potrzebny był ogólnie akceptowany
format plików czytany przez różne
aplikacje krystalograficzne.

Rozpoczęto stworzenie ‘języka

krystalograficznego’, który powinien
być zrozumiały przez komputery,
rozwojowy i pomocny przy
analizowaniu całego bogactwa
informacji krystalochemicznej
zgromadzonej w strukturalnych
bazach danych.

Od chwili pomysłu do wprowadzenia
języka do użytku upłynęło 12 lat.

Stworzono język wraz ze słownikiem,
w którym każdy element miał jakieś
znaczenie.

Powstawanie formatu
CIF

_cell_volume 1763.8.
_refine_ls_R_factor_gt 0.0639
_symmetry_cell_setting triclinic
_symmetry_space_group_name_H-M 'P
-1'
_publ_section_title
;
Hexakis(imidazole)iron(II) sulfate -
diimidazole
;

Nazwa elementu
wartość

Struktura plików CIF

loop_
_atom_site_label
_atom_site_fract_x
_atom_site_fract_y
_atom_site_fract_z
_atom_site_U_iso_or_equiv
_atom_site_thermal_displace_type
_atom_site_calc_flag
_atom_site_calc_attached_atom
_atom_site_type_symbol
s .20200 .79800 .91667 .030(3) Uij ?
? s
o .49800 .49800 .66667 .02520
Uiso ? ? o
c1 .48800 .09600 .03800 .03170
Uiso ? ? c

Informacja w pętli

loop_

_geom_bond_atom_site_label_1

_geom_bond_atom_site_label_2

_geom_bond_distance

_geom_bond_site_symmetry_2

_geom_bond_publ_flag

Fe1A N3A 2.183(4) . ?

Fe1A N1A 2.185(4) . ?

Fe1A N7A 2.193(4) . ?

Fe1A N5A 2.200(4) . ?

Fe1A N9A 2.215(3) . ?

Fe1A N11A 2.218(4) . ?

Struktura pliku CIF

•_cell_[]

•_cell_angle_alpha

•_cell_angle_beta

•_cell_angle_gamma

•_cell_formula_units_Z

•_cell_length_a

•_cell_length_b

•_cell_length_c

•_cell_measurement_pressure

•_cell_measurement_radiation

•_cell_measurement_reflns_us
ed

•_cell_measurement_tempera
ture

•_cell_measurement_theta_m
ax

Słownik cif

http://www.iucr.org/resources/cif/dictionaries/cif_core

_cell_formula_units_Z (numb)

The number of the formula units in the unit cell
as specified by

_chemical_formula_structural,
_chemical_formula_moiety

or _chemical_formula_sum.

The permitted range is 1→∞. [cell]

Słownik cif

Ważne nazwy elementów CIF i dozwolone
wartości dla każdego elementu znajdują się
w słownikach, które mogą być czytane
przez komputer -

Dictionary Definition

Language

(DDL).

_cell_length_a 15.4436(7)

Hasło w słowniku

_cell_length_a

Podaje, że wartość numeryczna wyrażona
będzie w Å i że dla tej wartości może być
podana niepewność standardowa, która
zapisana będzie w nawiasach
umieszczonych zaraz za tą wartością.

Dictionary Definition Language (DDL).

Od struktury kryształu do geometrii
cząsteczki

Rysunek ORTEP cząsteczki

Geometria cząsteczki to ułożenie w
trzech wymiarach atomów tworzących
cząsteczkę.

Długości wiązań

Kąty walencyjne

Kąty torsyjne

Geometria cząsteczki jest w pełni
opisana przez:

Dodatkowo:

Równania płaszczyzn

Położenie centrum
pierścienia

Długości wiązań - odległości
między jądrami dwóch związanych
atomów w cząsteczce.

Ponieważ atomy podlegają drganiom
wibracyjnym i innym, obliczona długość
wiązania jest długością uśrednioną.

Obliczanie długości wiązań

itd

Typowe długości wiązań

Kąt torsyjny wokół wiązania w szeregu
powiązanych atomów A--B--C--D jest
zdefiniowany jako kąt obrotu potrzebny by
projekcja linii B--A nałożyła się na
projekcję linii C--D, kiedy patrzy się
wzdłuż kierunku B--C. Znak dodatni kąta
odpowiada obrotowi zgodnemu z ruchem
wskazówek zegara.

Kąt torsyjny

Opis konformacji na wiązaniu
B--C