《晶体结构的表达》PPT课件

《《晶体结构的表达》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章晶体结构的表达第六章晶体结构的表达一、晶胞参数和分子式晶胞参数是晶体的最基本的信息，这是首先得到的结构信息晶胞中分子或化合物计量式的数量Z、相对分子质量、晶体密度也是晶体的最基本信息之一存在下面的关系式：dc=(Mr·Z)/(V·NA)式中：dc为晶体密度Mr为相对分子质量V为晶胞体积NA为阿伏伽德罗常数单晶结构分析为化学工作者提供了大量有意义的信息二、分子几何有了原子坐标就可计算出键长和键角，这些都是程序自动完成的。公式如下：1.键长与键角结构分析中获得的最主要参数是晶胞中原子的坐标。晶体学中的原子坐

2、标通常用分数坐标(fractionalcoordinates)来表示。即x、y、z分别以a、b、c为单位式中：以上的公式是对称性最低的三斜晶系的，对称性更高的晶系，可进一步简化晶体结构中最重要的偏差是键长的估计标准偏差（estimatedstandarddeviations)，简称标准偏差标准偏差的计算更为复杂，好在这些计算程序都能自动完成。对于非键原子间的距离和有关夹角的计算也可通过在ins文件中添加“BINDA1A2”指令，令程序完成这样的判断常常产生一些问题，这就需要人工判断，把不该成的键断开（FREE

3、A1A2），把该成的键连起来（BINDA3A4），计算分子或原子间的弱作用也是用此法2.键长与原子半径键合(bonding)或是分子间作用(intermolecularinteractions)，均与原子间的距离有关原子间是否键合，是程序根据原子半径和设定的宽容度（50pm）自动判断的如果作用发生在独立单元中原子和非独立单元中原子之间，则要首先查出对称操作码，然后用如下指令进行计算：EQIV$1对称制作码BINDB1B2-$1一些常见有机基团中的键长键型类型键长键型键长C--C1.53C--Br1.87~1.

4、96C—C(=C)1.51C--Cl1.72~1.85C—C(≡C)1.47C--F1.32~1.43C=C1.32C--I2.13共轭/芳环1.38C--P1.80C≡C1.18~1.20C-S1.82C--N1.47~1.50(C--)NO21.21~1.22C=N共轭1.34~1.38P--O1.56~1.68C—O(H)1.41~1.44S--O1.58C—OC—O(--C)1.42~1.46Cl--O1.40(C=)C--O1.30~1.39C--B1.59C=O1.19~1.23B--O1.48羧

5、酸根1.21~1.23P--F1.583.最佳平面、扭转角与二面角在晶体结构中，分子或分子中的某些原子是否共面（coplanar)，是比较重要的结构信息研究n个原子之间的共面性，是用最小二乘的方法，计算出所有n个原子偏离值（deviation)(δi)和最小的一个平面，称为最佳平面(bestplane)，也叫最小二乘平面（least-squaresplane)。原子离开该平面的平均标准偏差(meanstandarddeviation)为：它的值越小，共平面性越好二面角也称面间角(interplanarangl

6、e，它表示两个平面法线之间的夹角（图中φ，都为正值）在描述分子构象（conformation)时，常用到两种角度参数：二面角（dihedralangle)和扭转角(torsionangle)扭转角是指依次排列的1、2、3、4四个原子，顺着2-3键投影（Newman），原子1顺时针转动得与原子4重合时，所转动的角度（图中ω，逆时针为负值）可见，φ=180-lωl扭转角的计算方法：在ins文件中加CONF指令，精修后可计算出所有的扭转角在ins文件中加CONFA1A2A3A3指令，精修后可计算出依次排列四个原子中

7、间键上的扭转角计算的结果可写入LST、CIF、TEX等文件平面和二面角的计算方法：在ins文件中加MPLAnA1>An+m指令，精修后可计算出前n个原子的平面、所有（n+m个）输入原子偏离该平面的距离及与前一平面的二面角计算的结果可写入LST文件三、分子间的作用包括氢键（hydrogenbond）、π-π堆积作用（stackinginteraction)与范德华作用1.氢键氢原子与一个电负性较大的原子较近时，就能形成有几种类型：由N、O作为给体和受体的氢键键长（R）为300pm或更短些，远了作用弱；C—H键有

8、时也能与N、O、F等形成氢键，键长较长，为320~400pm；有时还能形成三中心键A=NOF晶体学中，考察氢键最重要的数据应该是D和A间的距离，这是由于用单晶X-射线衍射法研究氢键时具有如下问题：由于H的电子云密度很低，故不能精确确定其位置由于D—H键的电子密度明显偏向于D，所以X射线法确定的D—H的键长与真实值有一定偏差，较短还有，大多情况下，H被强制性地限定在特定位置上，故其位置在很大程度上是主