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