Diamond用户使用手册中文版 v1.0

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1 晶 体 与 分 子 结 构 可 视 化 软 件 用 户 手 册

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3 DIAMOND 用 户 手 册 中 文 版 V 1.01 by Benzol [email protected]

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5 晶 体 与 分 子 结 构 可 视 化 软 件 用 户 手 册

6 Intel Pentium 以 及 Pentium II 是 Intel Corp., Santa Clara, CA, USA 的 商 标 或 注 册 商 标 AMD 以 及 Athlon 是 AMD Corp., Sunnyvale, CA, USA 的 注 册 商 标 Windows Windows NT 以 及 PowerPoint 是 Microsoft Corp., Redmond, WA, USA 的 注 册 商 标 POV-Ray TM Persistence of Vision POV-Team TM 以 及 POV-Help 是 POV-Team TM, Williamstown, Australia 的 商 标 Diamond CD-ROM 附 带 的 POV-Ray TM 软 件 包 是 免 费 赠 品 ; 用 户 无 需 以 任 何 方 式 支 付 购 买 POV-Ray 您 还 可 以 在 免 费 下 载 POV-Ray 官 方 软 件 包 Diamond CD-ROM 中 发 行 的 POV-Ray 为 官 方 版 本 ; 经 POVLEGAL.DOC 文 件 中 的 通 用 许 可 条 款 允 许 POV-Team 并 不 认 可 发 行 者 及 其 产 品 POV-Team 未 从 此 次 发 行 中 获 取 任 何 经 济 补 偿 希 望 了 解 更 多 关 于 POV-Ray 许 可, 请 阅 读 GENERAL LICENSE AGREEMENT( 通 用 许 可 协 议 ) ( 亦 即 POVLEGAL.DOC ) 如 有 任 何 关 于 DIAMOND 用 户 手 册 中 文 版 的 建 议 或 问 题, 请 致 信 [email protected] Copyright by CRYSTAL IMPACT Dr. K. Brandenburg & Dr. H. Putz GbR Rathausgasse 30 D Bonn Germany [email protected] World Wide Web:

7 修 订 与 更 新 : 10/17/09 更 新 为 V 1.01 根 据 小 木 虫 (emuch.net) 网 友 iangie 勘 误 修 正 若 干 文 字 错 误, 包 括 : P 第 6 行 知 道 直 到 ; P 第 10 行 另 两 ; P 倒 数 第 3 行 定 点 顶 点 ; P 最 后 一 行 说 及 双 击 ; P 第 二 行 OK( 确 定 ) Close( 关 闭 ) ; P 倒 数 第 四 行 DIAMOND2 DIAMOND ; P 第 19 行 当 个 单 个 ; P63 以 及 P64 脚 注 特 此 感 谢 iangie 的 勘 误 表!

8 目 录 前 言 1 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 2 起 步 阶 段 绘 制 图 像 调 整 图 像 设 计 进 阶 指 南 :DIAMOND 的 理 念 17 任 务 循 序 渐 进 连 接 性 与 过 滤 功 能 探 究 未 知 晶 体 结 构 晶 体 结 构 图 的 使 用 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 20 分 子 结 构 探 究 未 知 晶 体 结 构 沸 石 (Zeolite) 骨 架 结 构 使 用 POV-Ray TM 绘 制 高 质 量 图 片 使 用 DIAMOND 录 制 视 频 寻 求 帮 助 55 技 术 支 持 56 附 录 57 软 件 安 装 在 线 更 新 安 装 POV-Ray TM 恢 复 工 厂 设 置 Diamond 2 用 户 必 读 Windows 软 件 基 本 操 作 指 南 参 考 文 献 66 索 引 67

9 谨 以 此 献 给 我 亲 爱 的 Edda

10 前 言 1 前 言 如 果 您 有 晶 体 结 构 数 据 ( 空 间 群 参 数 单 胞 参 数 原 子 参 数 或 者 晶 体 数 据 文 件, 如 CIF 文 件 ), 而 且 希 望, 绘 制 用 于 演 示 文 稿 或 者 出 版 物 的 高 质 量 图 片? 了 解 晶 体 结 构 的 构 造 原 理? 通 过 各 种 方 式 向 学 生 展 现 晶 体 构 造 原 理? 好 极 了! 这 就 是 DIAMOND, 一 款 在 原 子 水 平 实 现 晶 体 结 构 可 视 化 的 软 件 能 为 您 做 到 的 最 新 的 第 三 版 软 件 极 大 地 简 化 了 起 步 阶 段, 非 常 容 易 上 手 1 这 样 一 来, 即 使 您 之 前 没 有 读 过 这 本 使 用 手 册, 也 可 以 轻 易 地 绘 制 出 漂 亮 的 晶 体 结 构 图 但 是, 事 实 上 DIAMOND 是 一 款 功 能 非 常 强 大 的 软 件 包, 除 了 简 单 的 向 导 功 能 之 外, 还 提 供 各 种 各 样 的 高 级 功 能 为 了 确 保 您 能 充 分 利 用 DIAMOND 的 强 大 能 力, 我 们 强 烈 建 议 您 按 照 以 下 几 条 指 南 阅 读 这 本 使 用 手 册 : 1. 首 先, 您 一 定 已 经 迫 不 及 待 地 想 在 计 算 机 上 运 行 DIAMOND 并 试 着 绘 制 一 些 晶 体 图 因 此 如 果 您 还 没 有 安 装 DIAMOND, 那 么 请 按 照 第 57 页 的 说 明 安 装 软 件, 并 按 照 DIAMOND 教 程 A( 第 2 页 ) 的 指 示 进 行 操 作 2. 当 您 初 步 尝 试 了 绘 制 图 像 之 后, 我 们 建 议 您 留 出 一 些 时 间 阅 读 一 下 进 阶 指 南 (Reflection), 期 间 最 好 能 够 保 证 没 有 电 话 会 议 或 者 同 事 的 打 扰 3. 准 备 一 杯 上 好 的 茶 或 咖 啡, 坐 在 沙 发 上 翻 开 这 本 使 用 手 册, 打 开 第 17 页 的 进 阶 指 南 (Reflection) 一 章 回 想 一 下 在 教 程 A 中 练 习 的 操 作, 并 考 虑 一 下 在 您 的 研 究 中 能 利 用 DIAMOND 做 些 什 么 4. 或 许 您 还 想 接 着 浏 览 一 下 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 这 一 章, 以 便 对 接 下 来 的 内 容 有 个 印 象 5. 随 后, 请 您 坐 到 计 算 机 前 并 练 习 DIAMOND 教 程 B, 在 这 一 阶 段, 您 将 深 入 了 解 DIAMOND 最 精 彩 的 特 色 功 能 6. 最 后, 您 可 以 随 意 地 尝 试 一 下 本 软 件 的 各 项 功 能, 就 从 您 自 己 研 究 中 的 实 例 开 始 下 手 7. 如 果 您 需 要 帮 助, 请 参 考 本 手 册 第 55 页 的 寻 求 帮 助 来 了 解 DIAMOND 可 以 为 您 提 供 帮 助 的 各 种 途 径 1 如 果 您 之 前 使 用 过 DIAMOND 第 二 版, 那 么 请 您 阅 读 第 59 页 附 录 中 的 DIAMOND 2 用 户 必 读 新 用 户 也 能 从 这 一 章 了 解 到 DAIMOND 第 三 版 最 突 出 的 新 功 能

11 2 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 起 步 阶 段 在 这 部 分 最 基 本 的 教 程 中, 您 将 学 习 到 : 如 何 导 入 晶 体 结 构 数 据 文 件, 如 CIF 文 件 如 何 通 过 DIAMOND 自 动 绘 制 晶 体 结 构 图 DIAMOND 用 户 界 面 的 组 成 结 构 如 何 显 示 晶 体 结 构 数 据 距 离 和 角 度 表 格 以 及 粉 末 衍 射 图 样 2 我 们 将 以 一 个 非 常 典 型 的 例 子 开 始 这 部 分 教 程 : 某 种 化 合 物 的 晶 体 结 构 数 据 以 CIF 文 件 格 式 存 储, 我 们 将 基 于 该 文 件 绘 制 其 晶 体 结 构 图 在 本 示 例 中 我 们 将 使 用 从 Pauling File Binaries 3 Edition 数 据 库 导 出 的 富 勒 烯 (C60) 的 CIF 文 件 图 1: Start Screen( 开 始 ) 界 面 提 供 了 一 系 列 常 用 文 件 操 作, 例 如 导 入 或 者 打 开 最 近 使 用 的 文 档 如 果 您 还 没 有 启 动 DIAMOND 软 件 4, 那 么 现 在 请 立 即 打 开 启 动 之 后, 屏 幕 上 将 显 示 Start Screen( 开 始 ) 画 面 ( 图 1), 在 这 里 您 仅 需 要 单 击 一 下 鼠 标 即 可 完 成 一 些 最 常 用 的 操 作 ( 例 2 CIF(=Crystallographic Information File, 晶 体 学 信 息 文 件 ) 文 件 是 晶 体 结 构 数 据 储 存 和 交 流 的 最 常 见 文 件 格 式 之 一 例 如, 像 "Acta Crystallographica" 等 IUCr( 国 际 晶 体 学 联 盟 ) 旗 下 期 刊 提 供 已 发 表 晶 体 结 构 的 CIF 文 件 下 载 希 望 了 解 更 多 关 于 CIF 的 信 息, 请 访 问 3 Pauling File Binaries Edition 数 据 库, 由 ASM International, Materials Park, Ohio, U.S.A. 出 版 4 如 果 您 的 同 事 以 前 在 您 的 计 算 机 上 使 用 过 DIAMOND, 我 们 强 烈 建 议 您 在 学 习 该 教 程 前 按 照 附 录 ( 第 58 页 ) 中 的 操 作 方 法 将 软 件 恢 复 到 默 认 设 置 ( 即 工 厂 设 置 )

12 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 3 如 导 入 晶 体 结 构 文 件 或 者 是 打 开 最 近 使 用 的 文 档 ) 请 点 击 Open a file( 打 开 文 件 ) 来 导 入 结 构 数 据, 点 击 后 将 显 示 Open( 打 开 ) 对 话 框 请 将 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 CIF (*.cif), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 c60.cif 最 后 请 点 击 Open( 打 开 ) 通 过 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 或 者 键 盘 上 的 组 合 键 也 可 以 执 行 很 多 常 用 命 令 当 您 能 够 熟 记 这 些 按 钮 和 组 合 键 的 时 候, 您 的 工 作 将 变 得 更 加 快 捷 流 畅 如 果 某 项 菜 单 命 令 可 以 通 过 工 具 栏 按 钮 或 者 组 合 键 实 现, 那 么 该 命 令 的 左 侧 将 标 出 缩 略 指 示 图, 或 者 右 侧 标 出 组 合 键 在 前 面 的 示 例 中, 您 还 可 以 选 择 File( 文 件 ) 菜 单 下 的 Open( 打 开 ) 命 令, 或 者 直 接 使 用 工 具 栏 按 钮 键 ), 也 可 以 使 用 组 合 键 Ctrl+O ( Ctrl+O 表 示 当 您 按 住 键 盘 上 Ctrl 键 的 同 时 按 下 O 如 果 您 刚 刚 安 装 好 DIAMOND( 即 选 项 设 置 与 工 厂 设 置 完 全 相 同 ), 屏 幕 上 将 显 示 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) ( 图 2), 在 此 您 可 以 控 制 导 入 文 件 过 程 中 的 每 个 步 骤 ( 如 识 别 文 件 类 型 等 ) 图 2: File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 将 引 导 您 进 行 导 入 晶 体 结 构 数 据 文 件 的 选 项 操 作 图 3: 在 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 对 话 框 的 第 二 页, 您 应 该 检 查 自 动 确 定 的 文 件 格 式 是 否 正 确 如 果 不 正 确, 请 在 对 话 框 中 央 的 下 拉 菜 单 中 选 择 正 确 的 文 件 格 式

13 4 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 请 点 击 对 话 框 底 部 的 Next( 下 一 步 ), 并 检 查 由 选 中 文 件 内 容 自 动 确 定 的 文 件 格 式 是 否 正 确 下 面 显 示 的 是 可 以 从 该 文 件 导 出 的 数 据 集 的 数 目 ( 在 该 示 例 中 为 1, 如 图 3) 点 击 Next( 下 一 步 ) 进 入 该 对 话 框 的 第 三 页 在 这 里 您 可 以 选 择 是 否 让 DIAMOND 自 动 绘 制 晶 体 结 构 图, 使 用 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 或 者 从 空 白 图 像 开 始 在 我 们 入 门 教 程 的 示 例 中 将 尽 可 能 简 化 操 作, 因 此 请 选 择 If the dataset is a crystal structure( 如 果 该 数 据 集 是 晶 体 结 构 ) 组 合 框 中 的 Create picture automatically( 自 动 绘 制 图 像 ) ( 图 4) 图 4: 在 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 对 话 框 的 第 三 页, 您 可 以 选 择 是 否 以 及 如 何 根 据 已 导 入 晶 体 结 构 数 据 绘 制 第 一 幅 图 像 继 续 点 击 Next( 下 一 步 ) 进 入 该 对 话 框 的 第 四 页 ( 最 后 一 页 ) 如 果 您 选 中 了 Do not show this assistant again( 不 要 再 显 示 该 助 手 ) 复 选 框 ( 现 在 请 不 要 选 中 ), 下 次 您 导 入 结 构 文 件 的 时 候 DIAMOND 将 自 动 完 成 整 个 文 件 导 入 操 作 点 击 该 对 话 框 底 部 的 Finish( 完 成 ), DIAMOND 将 导 入 晶 体 结 构 数 据 并 显 示 自 动 绘 制 的 晶 体 图 ( 图 6) 图 5: 在 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 对 话 框 的 最 后 一 页, 您 可 以 选 择 在 下 次 文 件 导 入 的 时 候 是 否 显 示 该 对 话 框, 如 勾 选 该 选 项 后, 下 次 文 件 导 入 过 程 将 以 静 音 模 式 ( 即 自 动 ) 进 行 完 成 晶 体 结 构 数 据 导 入 和 结 构 图 绘 制 这 两 步 操 作 之 后, 我 们 将 进 入 并 探 索 DIAMOND 用 户

14 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 5 界 面 以 了 解 各 种 显 示 选 项 下 面 请 看 当 前 屏 幕 显 示 ( 或 者 图 6): 5 工 作 区 域 的 主 视 窗 是 结 构 图 (struture picture), 当 前 显 示 为 C60 分 子 的 立 方 堆 积 在 结 构 图 的 右 侧 为 两 块 面 板 区 域 : 右 上 方 为 表 格 面 板 (Table pane), 默 认 显 示 主 要 的 晶 体 结 构 数 据 ( 即 数 据 摘 要,Data brief) 您 还 可 以 选 择 在 该 面 板 中 显 示 其 他 各 种 表 格 ( 例 如 原 子 参 数 自 创 原 子 或 平 面 以 及 用 户 测 量 的 距 离 和 角 度 等 ) 这 些 表 格 可 以 通 过 点 击 表 格 面 板 区 域 顶 部, 右 侧 带 有 向 下 箭 头 的 小 标 题 ( 当 前 为 Data brief( 数 据 摘 要 ) ) 来 查 看 下 面 请 尝 试 查 看 Table of created atoms( 自 创 原 子 表 格 ) : 点 击 Data brief( 数 据 摘 要 ), 然 后 从 下 拉 列 表 中 选 择 Table of created atoms( 自 创 原 子 表 格 ) 之 后 请 按 类 似 操 作 切 换 回 Data brief( 数 据 摘 要 ) 并 鼠 标 左 键 点 击 结 构 图 区 域 的 黑 背 景 将 其 再 次 变 为 活 动 面 板 图 6:DIAMOND 从 c60.cif 文 件 中 导 入 晶 体 结 构 数 据 并 自 动 绘 制 结 构 图 ; 除 此 之 外, 程 序 窗 口 还 显 示 了 主 要 晶 体 结 构 数 据 ( 即 数 据 摘 要,Data brief) 和 结 构 图 内 容 摘 要 右 下 方 为 属 性 面 板 (Properties pane), 显 示 结 构 图 的 各 类 信 息 以 及 当 前 选 中 的 对 象, 包 括 : 结 构 图 内 容 结 构 图 中 的 自 创 原 子 选 中 的 对 象 选 中 原 子 间 的 距 离 选 中 原 子 的 线 性 度 / 平 面 度 等 属 性 面 板 可 以 设 定 为 Automatic( 自 动 ) 模 式 ( 在 该 面 板 顶 部 的 下 拉 菜 单 中 选 择 第 一 个 选 项 ) 以 便 属 性 面 板 能 够 一 直 显 示 当 前 选 中 对 象 的 信 息 Automatic mode( 自 动 模 式 ) 是 DIAMOND 的 默 认 设 置, 因 此 现 在 没 必 要 进 行 更 改 5 DIAMOND 中 的 工 作 区 域 定 义 为 窗 口 上 部 工 具 栏 与 窗 口 下 部 状 态 栏 之 间 的 区 域

15 6 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 在 结 构 图 和 表 格 面 板 的 顶 部 是 导 航 栏 (Navigation bar, 图 7), 通 过 导 航 面 板 在 当 前 结 构 图 下 可 以 快 速 访 问 其 他 查 看 选 项 ( 数 据 表 距 离 与 角 度 分 析 粉 末 衍 射 图 样 以 及 所 有 结 构 图 ) 同 时, 该 面 板 为 structure level( 结 构 级 ) 窗 口 或 document level( 文 档 级 ) 窗 口 分 别 提 供 当 前 结 构 图 总 览 以 及 当 前 DIAMOND 文 档 中 所 有 晶 体 结 构 总 览 DIAMOND 文 档 文 件 (*.diamdoc) 能 够 同 时 储 存 多 种 晶 体 结 构, 也 可 以 为 一 种 晶 体 结 构 绘 制 多 幅 晶 体 图! 图 7: 导 航 面 栏 (Navigation bar) 为 当 前 晶 体 结 构 structure level( 结 构 级 ) 窗 口 以 及 document level( 文 档 级 ) 窗 口 提 供 快 速 访 问 其 他 查 看 选 项 ( 数 据 表 距 离 与 角 度 分 析 粉 末 衍 射 图 样 以 及 所 有 结 构 图 ) 导 航 栏 的 左 侧 是 当 前 文 档 下 的 活 动 窗 口 ( 如 Picture 1( 图 1) ), 用 > 符 号 分 开 以 表 示 文 档 结 构 层 次 例 如, c60.cif > S > Picture 1 表 示 当 前 显 示 的 是 标 题 为 S 晶 体 结 构 的 晶 体 图 Picture 1( 图 1), 而 该 结 构 数 据 则 位 于 DIAMOND 文 档 c60.cif 中 除 结 构 图 以 外,DIAMOND 还 为 当 前 结 构 数 据 提 供 三 种 不 同 的 查 看 方 式 : 数 据 表 (Data sheet) 数 据 表 包 含 了 当 前 结 构 数 据 的 所 有 已 知 信 息, 也 就 是 说, 数 据 表 是 数 据 摘 要 (Data brief) 的 扩 充 距 离 与 角 度 (Distances and angles) 提 供 当 前 显 示 结 构 中 各 原 子 间 距 离 和 角 度 的 表 格 表 示 粉 末 衍 射 图 样 (Powder diffraction pattern) 粉 末 衍 射 图 样 根 据 晶 体 结 构 数 据 计 算 得 出, 分 别 列 出 了 独 立 反 射 列 表 和 衍 射 图 衍 射 图 样 计 算 的 各 种 参 数 ( 辐 射 源 波 长 LP 修 正 以 及 峰 型 函 数 等 ) 以 及 图 样 ( 标 尺 颜 色 等 ) 均 可 以 调 整 请 在 导 航 栏 上 点 击 相 应 标 签 逐 一 查 看 以 上 内 容, 也 可 以 尝 试 改 变 衍 射 图 样 或 者 距 离 和 角 度 计 算 中 的 设 置 点 击 导 航 栏 上 的 结 构 名 称 ( 即 S ) 将 得 到 在 当 前 晶 体 结 构 ( structure level( 结 构 级 ) ) 下 绘 制 的 所 有 结 构 图 的 缩 略 图, 以 及 提 供 主 要 晶 体 结 构 数 据 的 Data brief( 数 据 摘 要 ) 点 击 导 航 栏 上 的 文 档 名 称 ( 即 c60.cif, 文 档 结 构 中 的 最 上 一 级 ) 将 得 到 当 前 文 档 下 所 有 晶 体 结 构 ( document level( 文 档 级 ) ) 在 顶 部 表 格 中 点 击 ( 选 择 ) 某 结 构 后, 将 得 到 在 该 晶 体 结 构 下 绘 制 的 所 有 结 构 图 的 缩 略 图, 以 及 提 供 主 要 晶 体 结 构 数 据 的 Data brief( 数 据 摘 要 ) 到 此 为 止,DIAMOND 教 程 的 第 一 部 分 已 经 结 束 了 通 过 本 章 您 已 经 大 致 了 解 了 用 户 界 面 以 及 某 些 对 话 框 选 项 下 一 章 我 们 将 借 助 DIAMOND 手 动 输 入 晶 体 结 构 数 据 并 独 立 地 绘 制 晶 体 结 构 图

16 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 7 绘 制 图 像 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 手 动 输 入 晶 体 结 构 数 据 如 何 通 过 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 绘 制 图 像 您 现 在 将 学 习 如 何 手 动 输 入 晶 体 结 构 数 据, 在 无 法 获 得 结 构 数 据 文 件 的 情 形 下 ( 如 晶 体 结 构 数 据 由 印 刷 出 版 物 提 供 ), 手 动 输 入 数 据 是 必 要 的 ; 如 果 还 没 有 打 开 DIAMOND, 请 先 启 动 软 件 随 后, 您 需 要 创 建 一 个 新 的 DIAMOND 文 档 ( 在 前 一 部 分 中, 这 一 步 已 经 在 文 件 导 入 过 程 中 自 动 完 成 ): 请 从 File( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 New( 新 建 ) 命 令 ( 或 点 击 相 应 的 工 具 栏 按 钮 ), 这 样 您 将 得 到 一 个 全 空 的 新 文 档 现 在 您 需 要 输 入 晶 体 结 构 数 据 ; 这 里 我 们 将 使 用 Pauling File Binaries Edition 数 据 库 中 S 条 目 的 石 英 (SiO2) 数 据 请 从 Structure( 结 构 ) 菜 单 中 选 择 New Structure... ( 新 建 结 构 ) 命 令 ; 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 将 引 导 您 输 入 必 须 的 数 据 ( 诸 如 空 间 群 单 胞 参 数 或 原 子 参 数 等 ) 打 开 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 后 将 显 示 一 些 关 于 其 用 途 的 提 示 ; 请 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 第 二 页 ( 图 8) 开 始 输 入 数 据 图 8: 在 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 的 这 一 页, 您 可 以 选 择 输 入 晶 体 结 构 数 据 还 是 分 子 结 构 数 据 对 于 晶 体 结 构 数 据 而 言, 您 必 须 提 供 空 间 群 和 单 胞 参 数 请 务 必 选 中 Crystal structure with cell and space group( 带 有 晶 胞 和 空 间 群 的 晶 体 结 构 ), 图 9: 借 助 当 前 选 中 空 间 群 右 侧 的 补 充 说 明 可 以 选 择 恰 当 的 空 间 群

17 8 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 然 后 点 击 space group( 空 间 群 ) 输 入 位 置 右 侧 的 Browse( 浏 览 ) 按 钮 在 打 开 的 对 话 框 中, 请 选 择 空 间 群 P (152) ( 图 9) 并 点 击 OK( 确 定 ) 该 空 间 群 名 称 将 被 自 动 复 制 到 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 的 相 应 位 置 随 后 请 输 入 单 胞 参 数 a = Å 和 c = 5.17 Å( 所 有 由 空 间 群 确 定 的 输 入 区 域 将 被 自 动 禁 用 ) 最 后, 将 对 话 框 底 部 的 Title of the new structure( 新 结 构 标 题 ) 改 为 Quartz low( 低 温 石 英 ), 因 为 该 数 据 对 应 低 温 下 的 石 英 结 构 现 在, 您 的 窗 口 显 示 应 该 类 似 于 图 10 图 10: 新 建 结 构 的 空 间 群 单 胞 参 数 和 标 题 已 经 输 入 请 点 击 Next( 下 一 步 ) 进 入 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 的 下 一 页, 这 里 您 需 要 输 入 原 子 参 数 ( 元 素 氧 化 态 以 及 配 位 数 ) 首 先 需 要 输 入 的 元 素 是 Si, 在 该 化 合 物 中 的 氧 化 态 为 +4 每 个 元 素 的 氧 化 态 必 须 紧 接 其 元 素 符 号 写 出, 因 此 请 在 Atom( 原 子 ) 输 入 区 域 中 按 si+4 格 式 输 入 然 后 请 按 键 盘 上 的 <Tab> 键 切 换 到 下 一 输 入 区 域 x/a, 在 此 输 入 并 继 续 按 <Tab> 键 切 换 到 y/b, 然 后 输 入 0, 在 z/c 中 输 入 这 样 就 完 成 了 硅 原 子 的 所 有 数 据 输 入, 点 击 右 侧 的 Add( 添 加 ) 按 钮 ( 或 者 按 键 盘 上 的 回 车 键 ) 将 数 据 添 加 到 下 面 的 表 格 ( 图 11) 图 11: 第 一 个 原 子 的 原 子 参 数 (Si+4 (0.4487,0.0,0.3333)) 已 经 输 入 现 在 您 需 要 输 入 第 二 个 原 子 (O-2) 的 参 数 输 入, 即 O-2 (0.367,0.2952,0.2427), 按 照 上 面 描 述 的 步 骤 输 入 即 可 当 您 输 入 完 点 击 Add( 添 加 ) 按 钮 之 后, 请 对 比 您 计 算 机 上 的 显

18 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 9 示 窗 口 和 图 12 之 后 请 点 击 Next( 下 一 步 ) 进 入 新 建 结 构 助 手 (New structure assistant) 的 最 后 一 页 在 这 里 您 可 以 选 择 是 否 以 及 如 何 为 您 刚 才 输 入 的 数 据 绘 制 晶 体 结 构 图 在 教 程 的 前 一 部 分 中, 图 像 由 DIAMOND 自 动 绘 制, 而 这 里 您 将 学 习 如 何 通 过 结 构 图 绘 制 助 手 (Structure picture creation assistant, 提 供 绘 制 晶 体 结 构 图 最 常 用 的 选 项 ) 半 手 动 地 绘 制 晶 体 图 我 们 建 议 您 一 直 使 用 该 功 能 直 到 您 已 经 积 累 足 够 经 验 并 且 能 借 助 菜 单 或 者 工 具 栏 按 钮 完 成 各 单 独 步 骤 请 确 认 选 中 Start structure picture( 开 始 绘 制 结 构 图 ) 和 Launch the Structure Picture Creation Assistant( 运 行 结 构 图 绘 制 助 手 ) 左 侧 的 复 选 框, 然 后 点 击 Finish( 完 成 ) 图 12: 石 英 结 构 的 不 对 称 单 元 中 的 两 种 原 子 的 原 子 参 数 均 已 经 输 入 请 注 意 目 前 背 景 中 的 结 构 图 像 还 是 空 白 的 ; 您 需 要 根 据 刚 输 入 的 晶 体 结 构 数 据 构 建 一 个 结 构 模 型 这 是 DIAMOND 理 念 中 的 核 心 部 分, 我 们 将 在 下 一 章 ( 第 17 页 ) 做 更 详 细 的 介 绍 New Structure Assistant( 新 结 构 助 手 ) 对 话 框 关 闭 后 紧 接 着 会 出 现 一 幅 新 图 像 ( 空 白 图 像 ), 同 时 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 对 话 框 将 打 开 该 对 话 框 首 页 提 供 了 清 除 结 构 图 中 当 前 所 有 对 象 的 选 项, 当 然 这 仅 适 用 于 在 调 出 Structure 图 13: 构 建 结 构 模 型 的 第 一 步 是 选 择 需 要 显 示 的 原 子 Structure Picture Creation Assistant ( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 的 第 二 页 提 供 了 用 于 该 操 作 的 各 种 选 项

19 10 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 前 已 经 有 其 他 结 构 图 存 在 的 情 形 在 本 示 例 中, 图 像 仍 然 为 空 白, 因 此 您 只 需 要 点 击 Next( 下 一 步 ) 直 接 到 该 对 话 框 的 下 一 页 ( 图 13) Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 不 仅 可 以 用 于 绘 制 新 的 结 构 图, 还 能 够 修 改 现 有 的 结 构 图 一 般 情 况 下, 您 可 以 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 下 的 Guidance( 向 导 ) 子 菜 单 中 选 择 Picture Creation Assistant...( 图 像 绘 制 助 手 ) 命 令 来 调 用 该 功 能 通 常 情 况 下, 绘 制 结 构 图 的 第 一 件 事 是 规 定 要 显 示 的 原 子 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 的 第 二 页 提 供 了 最 常 用 的 方 法 您 应 该 根 据 化 合 物 的 具 体 情 况 选 择 不 同 的 方 法 在 本 示 例 中, 我 们 希 望 在 每 个 方 向 都 填 充 两 个 晶 胞, 因 此 请 选 择 Fill cell range with atoms( 填 充 原 子 到 晶 胞 范 围 ), 然 后 在 组 合 框 Range( 范 围 ) 中 选 择 2 x 2 x 2 cells(2 x 2 x 2 晶 胞 ) ( 图 14) 随 后, 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 该 对 话 框 的 第 三 页 图 14:DIAMOND 将 填 充 原 子 到 八 个 晶 胞 ( 每 个 方 向 两 个 晶 胞 ) 中 原 子 之 间 将 通 过 化 学 键 连 接 ( 根 据 当 前 的 连 接 性 设 置 ), 同 时 晶 胞 边 界 也 将 显 示 出 来 这 一 页 专 门 用 于 补 全 在 前 一 页 中 所 创 建 原 子 所 属 的 结 构 碎 片 在 本 示 例 中, 我 们 希 望 在 Si 原 子 周 围 绘 制 多 面 体 : 请 取 消 选 择 Fill coordination spheres( 填 充 配 位 层 ), 取 而 代 之 的 是 选 中 复 选 框 Create polyhedra around( 在 周 围 绘 制 多 面 体 ) 随 后, 在 Central atom elments 图 15: 我 们 希 望 DIAMOND 在 由 前 一 页 面 选 项 创 建 出 的 Si 原 子 周 围 绘 制 多 面 体 ( 中 心 原 子 种 类 ) 的 右 侧 输 入 Si 除 此 之 外, 请 确 认 已 经 选 中 对 话 框 顶 部 的 Create cell

20 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 11 edges( 绘 制 晶 胞 边 界 ) 和 Connect atoms 连 接 原 子 两 个 复 选 框 请 不 要 选 中 其 他 任 何 选 项 ( 图 15) 最 后, 点 击 Next( 下 一 步 ) 这 里 介 绍 的 仅 仅 是 DIAMOND 中 几 种 绘 制 多 边 形 的 方 法 之 一 其 他 的 方 法 还 包 括 在 结 构 图 中 选 中 一 个 中 心 原 子 及 其 配 位 原 子 后, 执 行 Build/Polyhedra( 构 建 / 多 面 体 ) 子 菜 单 下 的 Construct polyhedron ( 创 建 多 面 体 ) 命 令, 或 者 使 用 Build/Polyhedra.../Add polyhedra( 构 建 / 多 面 体 / 添 加 多 面 体 ) 对 话 框, 在 这 里 您 可 以 分 别 规 定 中 心 原 子 和 配 位 原 子 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ) 的 前 两 页 基 本 专 门 用 于 构 建 结 构 模 型 (building up the structural model, 有 时 也 称 为 creation of primary atoms( 创 建 基 本 原 子 ) ), 第 四 页 则 提 供 了 规 定 图 像 设 计 (design) 的 一 些 功 能 例 如, 您 可 以 把 模 型 从 Balls and Sticks( 球 棍 模 型 ) 更 改 为 Wires( 线 型 模 型 ) 或 者 Space filling( 比 例 填 充 模 型 ), 选 择 屏 幕 布 局 ( 屏 幕 显 示 或 者 A4 纸 张 ) 以 及 规 定 显 示 质 量 ( 渲 染 等 ) 该 页 面 的 一 个 重 要 选 项 是 Avoid duplicate atom main colors( 避 免 重 复 的 原 子 主 色 ), 通 常 在 绘 制 新 图 像 的 时 候 应 当 选 中 该 选 项 我 们 将 使 用 该 页 面 的 默 认 设 置, 因 此 直 接 点 击 Next( 下 一 步 ) 进 入 下 一 页 面 在 这 里 您 可 以 选 择 观 察 结 构 模 型 的 方 式 例 如, 您 可 以 选 择 沿 某 一 晶 胞 轴 查 看 : 请 选 择 [001] Projection (view along c axis)([001] 投 影 面, 沿 c 轴 查 看 ), 通 常 比 较 适 合 观 察 单 斜 晶 系 b 轴 的 情 形 请 从 查 看 方 向 (Viewing direction) 组 合 框 中 选 择 (No change)( 无 变 化 ) 本 页 上 最 后 一 个 选 项 也 非 常 重 要 ; 通 常 您 应 该 选 择 Adjust enlargement factor and position to fit picture in drawing area( 调 整 放 大 系 数 和 位 置 使 图 像 适 应 绘 图 区 域 ) 以 便 完 整 的 结 构 模 型 能 够 自 动 地 以 最 大 尺 寸 显 示 随 后, 请 点 击 Finish( 完 成 ) 结 构 图 将 根 据 之 前 确 定 的 选 项 绘 出 ( 图 16) 图 16: 通 过 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 像 绘 制 助 手 ), 您 已 经 成 功 绘 制 了 第 一 幅 结 构 模 型 图 祝 贺 您! 您 已 经 独 立 绘 制 了 第 一 幅 晶 体 结 构 图! 但 是, 请 不 要 急 着 关 闭 这 幅 图 像 : 下 面 还 需 要 做 的 是 根 据 您 的 要 求 调 整 图 像 的 设 置, 我 们 将 在 下 一 章 继 续

21 12 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 调 整 图 像 设 计 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 根 据 您 的 需 要 更 改 图 像 设 计 ( 如 原 子 颜 色 ) 无 限 制 的 撤 销 / 重 复 功 能 如 何 能 够 帮 助 您 找 到 最 好 的 解 决 方 案 如 何 更 改 结 构 模 型 的 取 向 在 前 一 章 中, 您 已 经 创 建 了 石 英 的 结 构 模 型 现 在 让 我 们 看 看 如 何 通 过 更 改 模 型 的 设 计 来 突 出 您 希 望 向 听 众 展 示 的 部 分 我 们 将 接 着 前 一 章 结 束 时 得 到 的 晶 体 结 构 图 继 续 请 注 意 从 现 在 开 始, 我 们 将 不 会 在 结 构 图 中 提 供 整 个 DIAMOND 窗 口 的 内 容 除 此 之 外, 我 们 将 以 白 背 景 显 示 实 际 结 构 图 的 内 容, 这 样 更 适 合 于 打 印 和 阅 读 当 然, 和 前 面 的 教 程 一 样, 您 计 算 机 屏 幕 上 的 结 构 图 背 景 依 然 将 是 黑 色 背 景 绘 制 结 构 图 的 目 标 是 向 听 众 展 示 石 英 晶 体 结 构 的 各 个 不 同 方 面 在 这 种 情 况 下, 最 好 能 够 使 晶 体 结 构 的 不 同 部 分 以 不 同 的 模 型 显 示, 每 部 分 着 重 不 同 的 方 面 ( 如 原 子 堆 积 3D 网 络 以 及 局 部 原 子 环 境 等 ) 第 一 步 我 们 将 以 比 例 填 充 模 型 ( 而 非 默 认 设 置 的 球 棍 模 型 ) 显 示 右 下 方 顶 点 处 的 某 些 原 子 首 先 需 要 做 的 是 选 中 需 要 更 改 displaying model( 显 示 模 型 ) 的 原 子 请 在 结 构 图 内 右 下 方 顶 点 处 按 住 鼠 标 左 键, 然 后 向 左 移 动 鼠 标, 这 时 在 屏 幕 上 将 出 现 一 个 矩 形 选 框, 并 随 鼠 标 移 动 改 变 大 小 当 鼠 标 光 标 接 近 结 构 图 中 心 的 时 候, 松 开 鼠 标 左 键 ; 在 矩 形 选 框 内 的 所 有 原 子 均 被 选 中 ( 被 选 中 后 的 原 子 外 围 将 出 现 黄 / 蓝 色 边 框, 图 17) 图 17: 右 下 方 顶 点 处 外 围 带 有 黄 / 蓝 色 边 框 的 原 子 表 示 它 们 已 经 被 选 中 请 注 意 上 面 关 于 结 构 图 背 景 颜 色 的 注 解 现 在 需 要 更 改 显 示 模 型 的 原 子 已 经 被 选 中, 请 从 Pciture( 图 像 ) 菜 单 下 选 择 Model and Radii...( 模 型 和 半 径 ) 命 令 Build( 构 建 ) 菜 单 提 供 了 用 于 构 建 结 构 模 型 ( 如 添 加 原 子 或 化 学 键 ) 的 各 种 命 令, 而 Picture ( 图 像 ) 菜 单 则 提 供 用 于 更 改 个 别 原 子 设 计 甚 至 是 整 幅 结 构 图 的 各 种 命 令 Objects( 对 象 ) 菜 单 下 的 相 应 命 令 则 可 用 于 添 加 各 种 抽 象 对 象 ( 如 平 面 原 子 矢 量 或 标 签 )

22 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 13 请 在 顶 部 的 组 合 框 Model( 模 型 ) 中 选 择 Space-filling( 比 例 填 充 模 型 ), 然 后 点 击 OK ( 确 定 ) 这 时 结 构 图 中 的 被 选 中 原 子 将 以 比 例 填 充 模 型 的 半 径 显 示 原 子 周 围 选 择 标 记 框 仍 然 存 在, 因 此 请 按 键 盘 上 的 <Esc> 键 取 消 选 择 并 清 除 边 框 ( 图 18) 图 18: 在 上 一 步 中 被 选 中 的 原 子 现 在 正 以 比 例 填 充 模 型 显 示 现 在 来 总 结 一 下 结 构 图 的 情 况 : 一 部 分 图 像 以 顶 点 相 连 的 SiO 4 四 面 体 的 形 式 表 示 石 英 的 晶 体 结 构, 另 一 部 分 则 以 比 例 填 充 模 型 表 示 原 子 堆 积 的 特 点 第 三 种 形 式 则 是 通 过 以 共 价 键 相 连 的 原 子 构 成 的 三 维 网 络 来 描 述 石 英 的 晶 体 结 构 因 此, 我 们 将 把 一 部 分 结 构 图 变 为 wires/sticks( 线 型 / 棍 型 模 型 ) 来 深 化 这 种 表 现 形 式 请 模 仿 前 一 步 操 作 在 结 构 图 中 央 位 置 画 出 一 个 矩 形 选 框 ( 点 击 鼠 标 左 键, 移 动 鼠 标 直 到 矩 形 选 框 覆 盖 了 希 望 选 中 的 所 有 对 象, 然 后 松 开 鼠 标 左 键 ) 将 显 示 模 型 更 改 为 wires/sticks( 线 型 / 棍 型 模 型 ) 之 前, 我 们 必 须 先 清 除 矩 形 选 框 内 的 所 有 多 面 体 以 使 实 际 的 化 学 键 变 为 可 见 : 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 下 的 Destroy( 清 除 ) 子 菜 单 中 选 择 Polyhedra( 多 面 体 ) 命 令 这 样, 之 前 被 多 面 体 表 面 所 遮 蔽 的 原 子 和 化 学 键 现 在 均 变 为 可 见 形 式 请 注 意 这 些 原 子 仍 然 处 于 选 中 状 态 ( 图 19)! 图 19: 在 结 构 图 的 中 央 位 置, 清 除 部 分 多 面 体 后 相 应 的 化 学 键 变 为 可 见 形 式 现 在 您 可 以 直 接 更 改 选 中 原 子 的 显 示 模 型 : 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 下 打 开 Model and Radii...( 模 型 和 半 径 ) 对 话 框, 然 后 在 对 话 框 顶 部 的 组 合 框 中 选 择 Wires/Sticks( 线 型 / 棍 型 模 型 ) 随 后 点 击 OK( 确 定 ) ( 这 时 对 话 框 将 关 闭, 再 按 下 <Esc> 键 取 消 当 前 选 择

23 14 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 这 时 您 会 发 现, 由 四 配 位 原 子 (Si) 和 二 配 位 原 子 (O) 构 成 的 三 维 网 络 清 晰 可 见 ( 图 20) 图 20: 同 一 幅 晶 体 结 构 图 中 的 三 种 显 示 模 型 揭 示 了 石 英 晶 体 结 构 特 点 的 不 同 方 面 我 们 姑 且 认 为 您 对 现 在 得 到 的 图 像 还 不 是 很 满 意 青 色 的 Si 原 子 显 得 有 点 太 过 显 眼 ; 也 许 换 种 颜 色 效 果 会 更 好 为 了 更 改 对 象 ( 即 原 子 ) 设 计 ( 此 处 为 颜 色 ), 首 先 需 要 选 中 对 象 您 已 经 练 习 过 用 鼠 标 在 结 构 图 中 选 中 原 子, 但 是 这 种 方 法 对 现 在 的 情 况 而 言 可 能 略 显 复 杂 我 们 希 望 更 改 所 有 Si+4 原 子 的 颜 色, 或 者 换 句 话 说, 更 改 Si+4 原 子 组 的 设 计 ( 颜 色 ) DIAMOND 根 据 原 子 参 数 列 表 创 建 原 子 组 : 具 有 相 同 元 素 符 号 ( 此 处 为 Si) 和 相 同 氧 化 态 ( 此 处 为 +4) 将 被 分 配 为 同 一 组 原 子 ( 至 少 按 照 默 认 设 置 如 此 ) 当 您 更 改 一 个 原 子 组 的 设 计, 属 于 该 原 子 组 所 有 原 子 的 个 别 设 计 都 将 被 更 改 当 然, 您 也 可 以 更 改 个 别 原 子 的 设 计, 例 如 在 结 构 图 中 右 击 某 个 原 子, 并 在 弹 出 菜 单 中 选 择 Edit.../Atom design( 编 辑 / 原 子 设 计 ) 命 令 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Atom design...( 原 子 设 计 ) 命 令 随 后 将 弹 出 Atom Group Design( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 ( 图 21) 图 21: 在 Atom Group Design( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 中, 您 可 以 更 改 在 对 话 框 左 上 方 选 中 的 原 子 组 下 所 有 原 子 的 设 计 ( 颜 色 和 半 径 等 ) 请 在 对 话 框 左 侧 选 中 希 望 更 改 颜 色 的 原 子 组 (Si+4), 并 选 中 Update atoms( 更 新 原 子 ) 复 选 框, 然 后 点 击 Fill( 填 充 色 ) 下 面 的 Color( 颜 色 ) 按 钮 这 时 将 弹 出 颜 色 选 择 面 板 ; 请 选 择 ( 点 击 ) 颜 色 表 左 上 角 处 的 棕 色 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 Atom Group Design ( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 即 可 现 在 所 有 的 Si+4 原 子 颜 色 均 变 为 棕 色 在 Atom Group Design( 原 子 组 设 计 ) 或 Atom Design( 原 子 设 计 ) 对 话 框 中, 不 仅 可 以 更 改 原

24 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 15 子 颜 色, 而 且 还 可 以 更 改 各 种 其 他 设 置, 包 括 原 子 样 式 不 同 的 原 子 显 示 模 型 半 径 材 料 属 性 ( 在 绘 制 POV-Ray 图 像 的 时 候 尤 其 有 用, 参 考 第 43 页 ) 等 等 但 是 当 您 仔 细 观 察 图 像 的 时 候, 您 很 可 能 意 识 到 棕 色 并 不 是 个 很 好 的 选 择 与 氧 原 子 的 红 色 对 比 不 够 鲜 明 看 来 撤 销 上 一 步 对 更 改 Si+4 原 子 颜 色 操 作 会 更 好 些, 通 过 以 下 途 径 可 以 轻 易 实 现 : 从 Edit( 编 辑 ) 菜 单 下 选 择 Undo( 撤 销 ) 命 令, 或 直 接 点 击 工 具 栏 上 相 应 的 按 钮, 又 或 者 按 键 盘 上 的 <Ctrl+Z> 组 合 键 请 按 此 操 作 将 Si+4 原 子 颜 色 恢 复 为 为 青 色 尽 管 最 初 看 来 undo( 撤 销 ) 功 能 可 能 并 不 是 那 么 重 要, 但 它 确 实 是 DIAMOND 中 最 常 用 的 功 能 之 一! 请 您 牢 记 撤 销 命 令 不 仅 可 以 返 回 上 一 步 操 作 前 的 状 态, 还 能 够 逐 步 返 回 到 初 始 状 态 除 了 您 计 算 机 内 存 容 量 的 限 制,DIAMOND 并 不 限 制 撤 销 操 作 的 步 骤 数 除 了 undo( 撤 销 ) 功 能 以 外, 您 还 可 以 实 现 撤 销 的 逆 操 作 : 可 以 不 限 步 骤 数 的 redo( 重 做 ), 即 返 回 到 上 一 次 撤 销 操 作 前 的 状 态 借 助 撤 销 和 重 做 功 能, 您 可 以 前 后 自 如 地 浏 览 结 构 图 的 修 改 情 况, 这 使 得 修 改 图 像 和 选 择 方 案 变 得 非 常 容 易 我 们 现 在 给 Si+4 原 子 再 换 个 不 同 的 颜 色 比 如 说 蓝 色, 请 再 次 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Atom design...( 原 子 设 计 ) 命 令, 确 保 在 对 话 框 左 侧 选 中 了 Si+4, 然 后 点 击 对 话 框 中 央 相 应 按 钮 打 开 颜 色 选 择 面 板 随 后, 当 鼠 标 指 针 在 颜 色 选 择 面 板 上 移 动 的 时 候, 请 在 工 具 提 示 的 引 导 下, 在 当 前 颜 色 cyan( 青 色 ) 的 右 上 方 选 择 light blue( 淡 蓝 色 ) 最 后, 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 Atom Group Design( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 现 在 Si 原 子 和 O 原 子 间 的 颜 色 对 比 已 经 足 够 鲜 明 了 当 您 查 看 结 构 模 型 的 时 候, 可 能 会 觉 得 还 不 够 完 全 满 意 图 像 中 的 晶 胞 边 界 可 能 并 不 适 合 出 现 在 您 的 演 示 中 您 可 以 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Destroy/All cell edges( 清 除 / 所 有 晶 胞 边 界 ) 命 令 来 删 除 这 些 晶 胞 边 界 执 行 命 令 后 的 效 果 如 图 22 所 示 图 22: Si+4 原 子 组 中 的 所 有 原 子 颜 色 已 经 变 为 蓝 色 此 外, 晶 胞 边 界 也 已 经 被 删 除 ( destroyed ( 清 除 )) 以 便 更 好 地 显 示 晶 体 结 构 特 点 的 不 同 方 面 现 在 我 们 已 经 完 成 结 构 图 的 绘 制 但 是 为 了 向 听 众 展 示 这 幅 图, 您 可 能 需 要 旋 转 一 下 结 构 模 型 来 确 定 最 佳 的 视 角 请 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 Rotate along x-/y-axis( 沿 x 轴 或 y 轴 旋 转 ) 命 令 ( 或 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 ) 以 切 换 到 所 谓 的 tracking mode( 跟 踪 模 式 ), 这 时 鼠 标 光 标 将 变 成 另 外 一 种 形 式 随 后 在 结 构 图 内 按 住 鼠 标 左 键 并 移 动 鼠 标 ; 结 构 图 将 随 着 鼠 标 移 动 而 旋 转 当 您 找 到 合 适 的 取 向 之 后, 请 松 开 左 键 最 后, 请 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 (no tracking)( 无 跟 踪 ) 命 令 返 回 到 正 常 的 selection( 选 择 ) 模 式

25 16 DIAMOND 教 程 A: 入 门 示 例 DIAMOND 还 可 以 实 现 让 结 构 模 型 绕 一 条 或 几 条 轴 连 续 旋 转 例 如, 您 可 以 通 过 鼠 标 轻 易 地 推 动 结 构 模 型 旋 转 6 : 请 点 击 底 部 工 具 栏 上 相 应 按 钮 激 活 所 谓 的 Spin mode( 旋 转 模 式 ), 之 后 再 通 过 点 击 底 部 工 具 栏 上 相 应 按 钮 切 换 到 Rotate along x-/y-axis( 沿 x 轴 或 y 轴 旋 转 ) 跟 踪 模 式 现 在 您 就 可 以 推 动 模 型 旋 转 了 : 在 结 构 图 内 移 动 鼠 标, 按 住 鼠 标 左 键 不 放 的 同 时, 在 某 方 向 上 迅 速 移 动 鼠 标 最 后 松 开 鼠 标 左 键 图 像 中 的 结 构 模 型 将 开 始 按 照 您 刚 才 移 动 鼠 标 的 方 向 绕 x 轴 和 y 轴 旋 转 所 谓 view coordinate system( 观 察 坐 标 系 ) 中 的 x 轴 指 的 是 屏 幕 平 面 中 的 水 平 轴,y 轴 则 是 该 平 面 中 的 垂 直 轴,z 轴 则 由 屏 幕 内 指 向 屏 幕 外 并 分 别 与 x 轴 和 y 轴 垂 直 您 可 以 按 以 上 步 骤 重 复 鼠 标 推 动 操 作 轻 易 地 旋 转 结 构 模 型 鼠 标 指 针 距 离 旋 转 中 心 越 近, 旋 转 的 速 度 就 越 慢, 反 之 亦 然 如 果 您 希 望 停 止 旋 转, 只 需 要 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 Stop motion( 停 止 运 动 ) 命 令 即 可, 或 者 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 随 后, 您 还 需 要 禁 用 Spin mode( 旋 转 模 式 ) ( 再 次 点 击 相 应 按 钮 ) 以 防 止 在 后 面 的 跟 踪 操 作 中 出 现 意 外 另 外, 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Viewing Direction...( 查 看 方 向 ) 命 令 并 在 对 话 框 顶 部 的 View along axis( 沿 旋 转 轴 查 看 ) 矩 形 框 中 点 击 c 按 钮, 最 后 点 击 Close ( 关 闭 ), 这 样 就 返 回 默 认 的 结 构 查 看 模 式 这 部 分 教 程 的 最 后 一 步 是 将 您 绘 制 的 结 构 图 生 成 印 刷 出 版 物 用 图 : 要 想 在 印 刷 出 版 物 中 插 入 一 幅 由 DIAMOND 绘 制 的 正 常 结 构 图 并 确 保 足 够 的 印 刷 质 量, 即 便 在 今 日 也 是 一 件 非 常 困 难 的 事 情 这 种 情 况 下, 我 们 推 荐 您 使 用 DIAMOND 中 不 进 行 任 何 渲 染 的 所 谓 flat mode ( 平 面 模 式 ) 在 该 模 式 下, 结 构 图 看 起 来 更 像 是 一 幅 图 片 而 不 是 渲 染 后 的 球 体 和 管 状 物 体 的 堆 积 请 在 底 部 工 具 栏 的 Representation Settings( 绘 图 设 置 ) 弹 出 菜 单 中 取 消 选 择 ( 禁 用 ) Rendering( 渲 染 ) 选 项 7 或 者, 您 可 以 执 行 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 的 Representation... ( 绘 图 设 置 ) 命 令, 在 表 单 的 第 一 行 取 消 选 择 Rendering( 渲 染 ) 复 选 框 并 点 击 OK( 确 定 ) 这 样, 渲 染 (OpenGL) 后 的 结 构 图 将 被 一 幅 看 起 来 更 平 面 的 结 构 图 取 代 ( 图 23) 图 23: 所 谓 flat mode( 平 面 模 式 ) 通 常 比 正 常 的 rendered( 渲 染 ) 或 OpenGL 模 式 更 适 合 印 刷 出 版 物 请 注 意 平 面 模 式 和 渲 染 模 式 一 样 可 以 进 行 编 辑 操 作, 您 可 以 根 据 个 人 喜 好 选 择 不 同 的 模 式, 唯 一 的 区 别 是 平 面 对 象 只 能 在 渲 染 模 式 下 显 示 6 您 还 可 以 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 Rock'n'Roll( 摇 滚 模 式 ) 命 令, 这 时 您 可 以 通 过 对 话 框 来 规 定 旋 转 轴 和 角 度 7 您 可 以 点 击 相 应 按 钮 / 图 标 右 侧 的 向 下 箭 头 按 钮 打 开 工 具 栏 上 所 谓 的 popup menu( 弹 出 菜 单 )

26 进 阶 指 南 :DIAMOND 的 理 念 17 进 阶 指 南 :DIAMOND 的 理 念 现 在 您 已 经 初 步 尝 试 了 用 DIAMOND 绘 制 晶 体 结 构 图, 我 们 希 望 在 此 插 入 一 段 进 阶 指 南 来 更 详 细 地 阐 释 DIAMOND 的 理 念 稍 等 一 下 不 必 害 怕! 我 们 并 不 会 写 一 大 段 冗 长 而 无 聊 的 文 字 来 介 绍 DIAMOND 背 后 的 每 一 个 概 念 ; 但 是, 了 解 一 些 DIAMOND 的 基 本 理 念 不 仅 将 有 助 于 您 成 功 地 驾 驭 该 软 件, 而 且 将 使 您 能 够 充 分 利 用 它 最 精 妙 的 特 色 功 能 任 务 事 实 上,DIAMOND 的 基 本 任 务 相 当 直 观 : 通 常 来 说, 您 所 掌 握 的 是 晶 体 结 构 的 抽 象 数 字 描 述, 一 般 包 括 单 胞 参 数 空 间 点 群 以 及 原 子 参 数 ( 元 素 种 类 分 数 坐 标 等 ), 以 印 刷 材 料 或 者 文 件 形 式 ( 如 CIF 文 件 ) 存 在 您 希 望 得 到 的 是 能 够 同 时 表 现 整 体 晶 体 结 构 和 晶 体 基 本 构 造 原 理 的 结 构 图, 例 如, 原 子 或 分 子 的 堆 积 形 式 原 子 环 境 晶 体 构 筑 模 块 及 构 筑 模 块 间 的 连 接 方 式 等 对 新 的 或 未 知 的 晶 体 结 构 而 言, 在 绘 制 图 片 前 您 可 能 还 必 须 先 探 究 一 下 晶 体 的 构 造 原 理, 之 后 才 能 够 绘 制 结 构 图 向 科 学 受 众 或 您 的 学 生 展 现 您 的 研 究 结 果 循 序 渐 进 正 如 您 在 前 面 教 程 所 见 到 的 一 样, 使 用 DIAMOND 的 第 一 步 操 作 是 导 入 ( 从 文 件 ) 或 者 手 动 输 入 抽 象 的 晶 体 结 构 数 据 输 入 或 导 入 晶 体 结 构 数 据 后, 图 像 区 域 仍 然 是 一 片 空 白, 也 就 是 说 现 在 还 没 有 结 构 图 ( 至 少 在 您 没 有 选 中 automatic picture creation( 自 动 绘 制 图 片 ) 功 能 的 情 况 下 如 此!) 请 注 意, 特 别 是 对 DIAMOND 早 期 版 本 尚 缺 乏 经 验 的 新 手 用 户, 由 于 这 里 并 没 有 明 显 的 下 一 步 指 示, 有 时 可 能 会 感 到 有 些 困 惑 此 时,DIAMOND 已 经 知 道 了 晶 体 结 构 数 据 中 描 述 的 三 维 无 限 原 子 堆 积 形 式, 但 是 DIAMOND 并 不 知 道 您 需 要 看 到 何 种 形 式 的 晶 体 结 构 因 此, 接 下 来 的 一 步 是 根 据 输 入 / 导 入 的 数 据 绘 制 图 片, 或 者 换 句 话 说, 构 建 结 构 模 型 这 一 步 也 是 非 常 直 观 : 您 需 要 做 的 就 是 告 诉 DIAMOND 显 示 晶 体 结 构 数 据 中 哪 些 原 子 或 部 分 一 旦 您 构 建 好 结 构 模 型 ( 屏 幕 上 显 示 所 有 的 原 子 分 子 以 及 多 面 体 等 ), 您 可 以 修 改 图 像 设 计 ( 例 如 原 子 或 化 学 键 的 颜 色 ) 以 充 分 表 现 您 对 结 构 的 理 解 总 的 来 说, 绘 制 图 片 一 般 需 要 经 过 下 面 这 些 步 骤 : 1. 打 开 包 含 晶 体 结 构 数 据 的 文 件 ( 如 CIF 文 件 )( 菜 单 File/Open( 文 件 / 打 开 ) ), 或 者 手 动 输 入 晶 体 结 构 数 据 ( 菜 单 Structure/New Structure...( 结 构 / 新 建 结 构 ) ) 2. 构 建 您 希 望 得 到 的 结 构 模 型 ( 如 原 子 晶 胞 边 界 等 )( 菜 单 Build( 构 建 ) ) 8 您 可 能 会 希 望 使 用 Picture Creation Assistant ( 图 像 绘 制 助 手 ) 或 者 Create automatically( 自 动 绘 制 ) 功 能 ( 菜 单 Picture/Guidance( 图 像 / 向 导 ) ) 3. 修 改 图 像 的 整 体 设 计 或 者 个 别 对 象 的 设 计 ( 如 原 子 颜 色 等 )( 菜 单 Picture( 图 像 ) ) 当 然, 上 面 的 流 程 介 绍 可 能 略 显 简 要 但 是 DIAMOND 的 操 作 并 非 如 此 死 板! 例 如, 即 便 您 已 经 8 在 结 构 图 中 最 先 绘 制 出 的 原 子 或 者 结 构 部 分 有 时 也 称 为 primary atoms( 基 本 原 子 )

27 18 进 阶 指 南 :DIAMOND 的 理 念 开 始 着 手 图 像 设 计, 您 也 还 可 以 为 当 前 的 结 构 模 型 添 加 新 的 原 子 或 分 子 但 是 上 面 的 简 介 确 实 有 助 于 您 理 解 正 在 进 行 的 工 作 连 接 性 与 过 滤 功 能 当 您 使 用 DIAMOND 绘 制 结 构 图 的 时 候, 请 试 着 设 想 您 正 在 设 法 构 建 结 构 模 型 : 软 件 的 诸 多 功 能 和 设 置 并 不 会 影 响 当 前 的 结 构 模 型, 而 只 是 用 于 后 续 的 构 建 操 作 因 此, 请 把 它 们 当 作 是 模 型 构 建 过 程 中 的 临 时 性 工 具 所 谓 的 连 接 性 (Connectivity) 就 是 一 个 很 典 型 的 例 子 ( 可 以 通 过 Build( 构 建 ) 菜 单 中 的 相 应 命 令 或 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 进 行 设 定 ): 在 连 接 性 对 话 框 中, 您 可 以 定 义 原 子 间 距, DIAMOND 将 根 据 原 子 间 距 来 确 定 某 原 子 是 否 在 另 外 一 个 原 子 的 配 位 层 中, 或 者 换 句 话 说, 确 定 哪 些 原 子 是 通 过 化 学 键 相 连 的 每 对 原 子 组 间 的 原 子 间 距 ( 即 所 谓 bond groups( 化 学 键 组 ) ) 可 以 单 独 进 行 调 整 当 您 为 每 个 化 学 键 组 定 义 了 合 适 的 原 子 间 距 之 后, 您 就 可 以 轻 易 地 完 成 绘 制 多 面 体 在 原 子 参 数 列 表 中 自 动 检 查 找 分 子 以 及 填 充 配 位 层 等 构 建 操 作 当 您 执 行 了 上 述 构 建 操 作 之 后, 您 可 以 为 下 次 构 建 操 作 更 改 Connectivity( 连 接 性 ) 设 置, 而 不 会 影 响 当 前 的 结 构 模 型 另 一 个 例 子 则 是 过 滤 (Filter) ( Build( 构 建 ) 菜 单 中 ): 过 滤 命 令 允 许 您 排 除 从 参 数 列 表 中 选 中 的 原 子 或 从 手 动 构 建 操 作 中 临 时 选 中 的 对 称 操 作 一 旦 您 定 义 了 过 滤 设 置, 下 次 构 建 操 作 ( 如 填 充 晶 胞 等 ) 将 不 会 把 已 排 除 的 原 子 和 对 称 操 作 考 虑 在 内 但 是 当 构 建 操 作 执 行 之 后, 您 完 全 可 以 更 改 甚 至 禁 用 过 滤 设 置, 而 不 会 对 当 前 的 结 构 图 造 成 任 何 影 响 请 注 意 不 要 将 Filter( 过 滤 ) 设 置 ( Build( 构 建 ) 菜 单 ) 和 Hide( 隐 藏 ) ( Picture( 图 像 ) 菜 单 ) 功 能 混 为 一 谈 : 使 用 过 滤 设 置, 您 可 以 规 定 哪 些 原 子 对 称 操 作 等 将 参 与 接 下 来 的 构 建 操 作 ( 例 如 填 充 配 位 层 ), 而 隐 藏 功 能 则 仅 仅 影 响 已 经 在 结 构 图 中 显 示 的 对 象 但 是, 这 两 条 命 令 也 有 相 同 之 处, 那 就 是 它 们 都 仅 仅 是 临 时 性 命 令, 也 就 是 说 结 果 并 不 会 储 存 到 DIAMOND 文 档 文 件 中 : 如 果 您 保 存 某 个 DIAMOND 文 档, 之 后 打 开 继 续 绘 制 结 构 图, 过 滤 和 隐 藏 这 两 项 功 能 都 将 处 于 禁 用 状 态, 且 并 不 取 决 于 上 次 保 存 文 档 时 这 两 项 功 能 的 状 态 探 究 未 知 晶 体 结 构 如 果 您 的 数 据 来 自 于 新 的 未 知 晶 体 结 构, 想 马 上 就 绘 制 出 能 够 展 现 其 构 造 原 理 的 结 构 图 可 能 非 常 困 难 这 时, 您 首 先 需 要 利 用 DIAMOND 的 各 项 功 能 来 探 究 新 的 晶 体 结 构 例 如, 您 或 许 想 先 考 察 一 下 个 别 原 子 的 原 子 环 境, 随 后 再 研 究 一 下 晶 体 构 筑 模 块 的 三 维 堆 积 情 况 一 般 来 说, 探 究 新 晶 体 结 构 的 第 一 步 是 观 察 各 原 子 间 的 原 子 间 距 通 过 将 实 际 原 子 间 距 和 典 型 原 子 间 距 进 行 对 比 可 以 确 定 化 学 键 间 距 和 配 位 层 ( 即 所 谓 Connectivity( 连 接 性 ), 请 参 看 上 一 部 分 ) 一 旦 这 些 原 子 间 距 固 定 下 来, 您 可 以 从 某 个 原 子 开 始 着 手, 为 该 原 子 添 加 配 位 原 子, 将 新 创 建 的 原 子 作 为 新 的 出 发 点 等 等 通 过 以 上 操 作, 您 可 以 以 一 个 原 子 作 为 起 点 构 建 出 完 整 的 晶 体 结 构 您 将 一 步 步 地 了 解 到 原 子 环 境 和 原 子 连 接 情 况, 有 助 于 充 分 理 解 基 本 的 晶 体 结 构 构 造 原 理 总 的 来 说, 对 未 知 的 晶 体 结 构 而 言, 您 应 该 按 照 以 下 步 骤 绘 制 晶 体 结 构 图 : 1. 导 入 或 输 入 晶 体 结 构 数 据 2. 参 照 原 子 间 距 统 计 数 据, 根 据 实 际 原 子 间 距 检 验 连 接 性 3. 通 过 创 建 个 别 原 子 构 建 结 构 碎 片, 并 逐 步 地 填 充 配 位 层, 直 到 您 能 够 理 解 晶 体 构 造

28 进 阶 指 南 :DIAMOND 的 理 念 19 原 理 为 止 4. 绘 制 能 够 清 楚 地 展 现 晶 体 构 造 原 理 的 结 构 图 我 们 将 在 第 25 页 演 示 如 何 探 究 未 知 晶 体 结 构 晶 体 结 构 图 的 使 用 当 您 绘 制 完 晶 体 结 构 图 之 后, 您 可 以 通 过 以 下 几 种 方 式 直 接 使 用 或 导 出 : 复 制 图 像 到 剪 贴 板 ( Edit/Copy( 编 辑 / 复 制 ) 菜 单 ) 并 粘 贴 到 其 他 应 用 程 序 中 ( 如 Microsoft Word 或 PowerPoint) 保 存 ( 导 出 ) 为 图 形 文 件 ( 如 JPEG BMP 等 )( File/Save As( 文 件 / 另 存 为 ) 菜 单 ) 您 可 以 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 打 开 Layout( 布 局 ) 对 话 框 来 调 整 图 像 格 式 和 分 辨 率 打 印 图 像 ( File/Print( 文 件 / 打 印 ) 菜 单 ) 使 用 POV-Ray 绘 制 实 景 图 像 ( Tools/POV-Ray( 工 具 /POV-Ray) 菜 单 ) 除 了 绘 制 图 像 以 外, 您 还 可 以 在 DIAMOND 中 录 制 视 频 ( Tools/Video Sequence( 工 具 / 视 频 ) 菜 单 ): 在 录 制 视 频 模 式 中, 当 您 移 动 或 旋 转 结 构 模 型 的 时 候,DIAMOND 将 同 时 截 取 屏 幕 快 照 ( 类 似 于 动 画 制 作 的 过 程 ) 最 后 将 生 成 所 谓 的 AVI 文 件, 您 可 以 将 该 文 件 导 入 Microsoft PowerPoint 用 来 表 现 某 种 动 态 效 果 当 然, 您 几 乎 可 以 在 任 何 一 台 计 算 机 上 通 过 Windows Media Player 等 播 放 软 件 直 接 观 看 AVI 文 件 如 果 您 使 用 的 是 Windows Xp 操 作 系 统, 那 么 您 还 可 以 通 过 Windows Movie Maker 来 编 辑 您 的 视 频 文 件, 如 添 加 标 题 渐 变 效 果 等

29 20 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 分 子 结 构 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 在 DIAMOND 中 展 示 分 子 结 构 如 何 简 单 地 绘 制 晶 体 堆 积 图 如 何 进 行 几 何 学 研 究, 如 测 量 距 离 和 角 度 在 这 部 分 教 程 中, 您 将 学 习 到 如 何 利 用 DIAMOND 展 示 分 子 结 构 首 先 您 需 要 做 的 就 是 从 CIF 文 件 中 导 入 晶 体 结 构 : 如 果 还 没 有 打 开 DIAMOND, 请 先 启 动 软 件 随 后, 请 从 File ( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 Open( 打 开 ) 命 令, 请 将 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 CIF (*.cif), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 pyrene.cif 最 后 请 点 击 Open( 打 开 ), 并 逐 步 完 成 File Import Assistant ( 文 件 导 入 助 手 ) 在 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 的 Picture creation( 图 像 绘 制 ) 页 面 中, 请 选 中 If the dataset is a crystal structure( 如 果 数 据 集 为 晶 体 结 构 ) 下 的 Launch the Picture Creation Assistant( 运 行 图 像 绘 制 助 手 ), 然 后 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 最 后 一 页 并 点 击 Finish( 完 成 ) 我 们 之 前 使 用 当 前 屏 幕 上 显 示 的 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 绘 制 过 石 英 的 结 构 图 我 们 这 一 次 将 仅 用 到 一 个 选 项 : 在 第 二 页 上, 请 选 择 Create Molecule(s) ( 创 建 分 子 ), 然 后 请 根 据 图 24 调 整 其 余 所 有 设 置, 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 第 三 页 在 这 里, 您 应 该 取 消 选 择 Create cell edges( 绘 制 晶 胞 边 界 ), 然 后 点 击 对 话 框 底 部 的 Finish ( 完 成 ) 9 图 24: 在 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 中 您 唯 一 需 要 做 的 就 是 创 建 分 子 当 您 点 击 Finish( 完 成 ) 之 后, 结 构 图 中 将 显 示 已 创 建 的 分 子 ( 图 25) 9 在 本 示 例 中 没 有 必 要 进 行 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 中 的 其 余 操 作

30 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 21 您 可 以 通 过 鼠 标 旋 转 分 子 来 实 现 三 维 观 察 : 请 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 Rotate x/y( 沿 x/y 轴 旋 转 ) 按 钮 启 用 所 谓 的 tracking mode( 跟 踪 模 式 ) 随 后, 请 在 结 构 图 内 点 击 鼠 标 左 键 并 移 动 鼠 标 您 会 发 现 芘 分 子 由 四 个 稠 合 苯 环 组 成 且 为 完 全 平 面 结 构 既 然 您 已 经 认 识 了 分 子 本 身 的 结 构, 那 么 现 在 请 绘 制 堆 积 图 以 便 了 解 晶 体 结 构 中 分 子 的 三 维 堆 积 情 况 这 一 步 就 更 容 易 了 : 请 在 底 部 工 具 栏 点 击 相 应 按 钮 来 fill the unit cell( 填 充 晶 胞 ) ( 即 创 建 晶 胞 内 所 有 原 子 ) 图 25: 芘 晶 体 结 构 不 对 称 单 元 中 的 一 个 分 子 屏 幕 上 现 在 已 经 显 示 了 晶 胞 内 的 各 个 原 子, 但 是 这 些 原 子 尚 未 通 过 化 学 键 相 互 连 接 此 外, 晶 胞 中 现 在 还 只 有 分 子 碎 片, 为 了 解 决 这 个 问 题, 请 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 Complete fragments( 补 全 碎 片 ), 之 后 各 原 子 已 经 通 过 化 学 键 相 连, 而 且 晶 胞 内 的 所 有 分 子 碎 片 也 均 已 补 全 在 这 一 步, 晶 体 堆 积 图 已 经 完 成, 但 是 大 量 的 分 子 和 各 种 分 子 取 向 使 堆 积 图 看 起 来 有 点 混 乱 不 清 在 类 似 的 情 况 中, 一 般 来 说 最 好 能 够 沿 晶 胞 轴 观 察 以 便 选 取 分 子 堆 积 更 为 清 晰 的 取 向 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Viewing Directions...( 查 看 方 向 ) 命 令, 在 弹 出 的 对 话 框 中 您 可 以 精 确 选 择 沿 特 定 坐 标 轴 或 朝 向 特 定 平 面 的 查 看 方 向 ( 图 26) 图 26: 在 该 对 话 框 中 您 可 以 精 确 地 选 择 查 看 方 向 您 至 少 应 该 通 过 点 击 对 话 框 顶 部 的 相 应 按 钮 尝 试 沿 晶 胞 的 三 条 轴 (a,b,c) 查 看 堆 积 图

31 22 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 沿 c 轴 查 看 将 得 到 最 佳 的 投 影 效 果, 因 此 请 点 击 c 按 钮 然 后 关 闭 对 话 框 现 在 堆 积 图 中 的 分 子 堆 积 形 式 看 起 来 已 经 相 当 清 晰 ( 图 27) 您 可 能 会 有 兴 趣 研 究 一 下 两 个 交 错 相 叠 分 子 的 分 子 平 面 间 距 那 么 首 先 我 们 需 要 创 建 所 谓 的 least-square( 最 小 二 乘 ) 平 面, 分 别 通 过 两 个 相 邻 且 平 行 的 芘 分 子, 然 后 测 量 两 个 平 面 间 的 距 离 图 27: 对 研 究 分 子 堆 积 形 式 而 言, 晶 胞 c 轴 是 最 佳 的 观 察 视 角 第 一 个 平 面 将 穿 过 右 上 顶 点 的 芘 分 子 : 请 右 键 单 击 该 分 子 中 的 任 意 一 个 原 子, 然 后 在 弹 出 菜 单 中 选 择 Select Molecule(s)( 选 择 分 子 ) 这 时, 整 个 分 子 的 所 有 原 子 和 化 学 键 均 已 被 选 中, 外 围 将 出 现 黄 色 边 框 之 后, 从 Objects/Planes...( 对 象 / 平 面 ) 子 菜 单 中 选 择 Create Plane Through Atoms...( 创 建 通 过 原 子 的 平 面 ) 命 令 在 Plane through Atoms( 通 过 原 子 的 平 面 ) 对 话 框 中, 您 可 以 选 择 在 通 过 最 小 二 乘 法 计 算 平 面 的 时 候 算 入 或 排 除 哪 些 原 子 默 认 情 况 下, 您 在 结 构 图 中 选 择 的 所 有 原 子 都 将 包 括 在 内, 如 左 侧 复 选 框 所 示 ( 图 28) 图 28: 当 您 执 行 Create Plane Through Atoms...( 创 建 通 过 原 子 的 平 面 ) 命 令 时, 弹 出 对 话 框 列 出 了 您 在 结 构 图 中 选 择 的 所 有 原 子 您 可 以 通 过 选 择 / 取 消 选 择 各 个 原 子 前 的 复 选 框 来 决 定 这 些 原 子 是 否 参 与 计 算 最 小 二 乘 平 面 此 外, 当 前 平 面 的 表 达 式 将 显 示 在 对 话 框 底 部

32 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 23 此 时 选 择 默 认 设 定 即 可, 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 对 话 框, 然 后 按 <Esc> 键 取 消 选 择, 结 构 图 中 将 显 示 新 生 成 的 平 面 ( 图 29) 在 当 前 版 本 的 DIAMOND 软 件 中, 还 无 法 实 现 在 结 构 图 中 直 接 选 择 平 面 对 象 如 果 您 希 望 更 改 现 有 平 面 的 设 置 ( 如 颜 色 或 标 题 ), 请 在 屏 幕 右 上 方 的 表 格 面 板 中 选 择 Table of Planes( 平 面 对 象 列 表 ), 然 后 选 中 您 希 望 更 改 设 计 的 平 面 然 后 请 从 Objects/Planes...( 对 象 / 平 面 ) 子 菜 单 中 选 择 Edit Plane ( 编 辑 平 面 ) 命 令 图 29: 由 右 上 方 芘 分 子 中 原 子 定 义 的 第 一 个 平 面 已 经 创 建 此 外, 一 旦 创 建 平 面 以 后 您 无 法 再 更 改 参 与 计 算 平 面 的 原 子 如 果 您 希 望 更 改 构 成 平 面 的 原 子, 那 么 您 必 须 先 删 除 该 平 面 并 创 建 一 个 新 的 平 面 请 首 先 在 Table of Planes( 平 面 对 象 列 表 ) 中 选 择 希 望 删 除 的 平 面, 然 后 请 从 Objects/Planes...( 对 象 / 平 面 ) 子 菜 单 中 选 择 Delete Plane(s)( 删 除 平 面 ) 命 令 图 30: 第 二 个 平 面 也 已 经 创 建, 颜 色 为 黄 色 这 次 我 们 想 给 第 二 个 平 面 换 种 颜 色 : 请 点 击 对 话 框 中 的 Style( 样 式 ) 表 单, 打 开 颜 色 选

33 24 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 择 框, 从 最 下 面 一 排 中 选 择 淡 黄 色 随 后, 点 击 OK( 确 定 ) 按 钮 关 闭 对 话 框, 再 按 <Esc> 键 取 消 选 择 第 二 个 平 面 将 显 示 在 第 一 个 平 面 下 方 ( 图 30) 如 果 您 旋 转 结 构 图 ( 例 如 选 择 Rotate along x-/y-axis( 绕 x/y 轴 旋 转 ) 跟 踪 模 式 ), 您 会 发 现 两 个 平 面 看 起 来 像 是 相 互 平 行 的 您 可 以 从 Tools/Calculate...( 工 具 / 计 算 ) 子 菜 单 中 选 择 Angle Between Planes( 平 面 间 角 度 ) 命 令 来 验 证 : 在 弹 出 对 话 框 的 底 部 显 示 两 平 面 间 的 二 面 角 角 度 为 0.0 ( 图 31) 图 31: 两 平 面 间 二 面 角 角 度 为 0.0 您 可 能 还 记 得 我 们 创 建 平 面 的 初 衷 是 测 量 平 面 间 距 事 实 上 由 于 这 两 个 平 面 相 互 平 行, 平 面 间 距 测 量 已 经 自 动 完 成 : 在 Angle between Planes or Lines( 平 面 或 直 线 间 角 度 ) 对 话 框 中 显 示 两 平 面 间 距 离 为 Å

34 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 25 探 究 未 知 晶 体 结 构 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 通 过 一 步 步 地 探 究 未 知 晶 体 结 构 来 了 解 晶 体 的 基 本 构 造 原 理 如 何 利 用 DIAMOND 的 众 多 功 能 来 展 现 您 对 晶 体 结 构 深 入 理 解 您 一 定 会 经 常 得 到 一 些 新 的 未 知 晶 体 结 构 数 据 这 种 情 况 下, 您 完 全 可 以 借 助 DIAMOND 丰 富 的 功 能 来 一 步 步 地 探 究 新 晶 体 结 构, 直 到 您 能 够 充 分 理 解 其 构 造 原 理 为 止 这 一 章 将 主 要 向 您 介 绍 如 何 解 决 这 类 问 题 在 我 们 的 示 例 中, 未 知 晶 体 结 构 由 名 为 unknown.cif 的 CIF 文 件 来 描 述 您 首 先 需 要 做 的 是 从 unknown.cif 文 件 中 导 入 晶 体 结 构 数 据 : 如 果 还 没 有 打 开 DIAMOND, 请 先 启 动 软 件 随 后, 请 从 File( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 Open( 打 开 ) 命 令, 请 将 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 CIF (*.cif), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 unknown.cif 最 后 请 点 击 Open( 打 开 ), 并 逐 步 完 成 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 在 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 的 Picture creation( 图 像 绘 制 ) 页 面 中, 请 选 中 If the dataset is a crystal structure( 如 果 数 据 集 为 晶 体 结 构 ) 下 的 Create a blank picture( 创 建 空 白 图 像 ), 然 后 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 最 后 一 页 并 点 击 Finish( 完 成 ) 右 上 方 的 数 据 摘 要 栏 显 示 的 是 当 前 晶 体 结 构 数 据, 但 是 结 构 图 区 域 现 在 还 是 一 片 空 白 一 般 来 说, 向 DIAMOND 导 入 新 晶 体 结 构 数 据 之 后, 最 好 先 让 DIAMOND 自 动 绘 制 图 像 以 便 对 晶 体 结 构 有 初 步 印 象 如 果 您 在 File import( 文 件 导 入 ) 助 手 阶 段 错 过 了 相 应 操 作 ( 如 本 示 例 中 ), 可 以 通 过 以 下 方 法 很 方 便 地 实 现 : 点 击 工 具 栏 上 相 应 的 按 钮 或 者 从 Picture/Guidance( 图 像 / 向 导 ) 子 菜 单 中 选 择 相 应 命 令, 之 后 DIAMOND 将 自 动 绘 制 晶 体 结 构 图 ( 图 32) 图 32: 由 DIAMOND 自 动 绘 制 的 未 知 晶 体 结 构 图 可 以 看 出 晶 体 结 构 相 当 复 杂

35 26 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 晶 胞 中 有 大 量 原 子 和 化 学 键, 第 一 眼 看 去, 堆 积 形 式 显 得 非 常 复 杂 因 此, 从 一 个 原 子 起 步 重 新 开 始 并 一 步 一 步 地 构 建 晶 体 结 构 ( 例 如 为 初 始 原 子 添 加 配 位 原 子, 在 此 基 础 上 继 续 添 加 配 位 原 子 等 ) 是 个 不 错 的 选 择 但 是 在 此 之 前 我 们 首 先 必 须 删 除 结 构 图 中 的 现 有 内 容 请 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 Destroy all( 清 除 所 有 ) 按 钮, 或 者 从 Build/Destroy( 构 建 / 清 楚 ) 子 菜 单 中 选 择 All( 所 有 ) 命 令 结 构 图 现 在 再 次 变 为 空 白, 我 们 也 可 以 开 始 重 新 构 建 晶 体 结 构 第 一 步 需 要 做 的 是 检 查 原 子 间 距,DIAMOND 根 据 原 子 间 距 判 断 某 原 子 是 否 属 于 另 一 原 子 的 配 位 层, 即 所 谓 连 接 性 请 通 过 Build( 构 建 ) 菜 单 中 的 相 应 命 令 或 者 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 打 开 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 ( 图 33) 图 33: 所 谓 的 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 是 DIAMOND 的 基 本 工 具 之 一 用 户 在 此 可 以 调 整 所 有 原 子 组 对 的 原 子 间 距,DIAMOND 将 根 据 原 子 间 距 创 建 化 学 键 和 多 面 体 等 对 话 框 左 上 方 的 表 格 中 列 出 了 当 前 数 据 集 包 含 的 所 有 原 子 组 对, 以 及 原 子 间 距 的 最 大 值 和 最 小 值 如 果 某 实 际 原 子 间 距 在 相 应 的 原 子 间 距 区 间 内,DIAMOND 则 认 为 它 们 之 间 将 以 化 学 键 相 连 这 些 信 息 主 要 用 于 创 建 化 学 键 和 多 面 体 等 所 谓 原 子 组 的 默 认 定 义 是 具 有 相 同 氧 化 态 同 种 元 素 的 所 有 原 子 您 可 以 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 打 开 Atom groups( 原 子 组 ) 对 话 框 来 更 改 原 子 参 数 列 表 中 个 别 原 子 的 原 子 组 分 配 请 不 要 混 淆 原 子 组 和 原 子 类 型 这 两 个 概 念! 原 子 类 型 通 常 由 元 素 和 氧 化 态 来 定 义, 而 且 与 原 子 组 不 同 的 是, 某 原 子 的 原 子 类 型 无 法 更 改 原 子 类 型 可 以 用 来 查 看 Distance and angles( 距 离 和 角 度 ) DIAMOND 根 据 每 个 原 子 组 的 有 效 半 径 已 经 提 供 了 绝 大 多 数 元 素 对 的 原 子 间 距 上 限 和 下 限 但 是 考 虑 到 原 子 间 距 的 重 要 性, 我 们 强 烈 建 议 您 在 绘 制 结 构 图 之 前 检 查 所 有 原 子 组 对 的 间 距 设 置 为 了 帮 助 您 确 定 合 理 的 DMin 值 和 DMax 值,DIAMOND 提 供 了 原 子 间 距 统 计 直 方 图 与 ICSD 数 据 库 中 所 有 相 应 原 子 间 距 的 对 比 请 务 必 选 中 对 话 框 右 侧 的 Statistics ( 统 计 结 果 ) 复 选 框! 之 后 请 点 击 原 子 组 对 列 表 的 第 一 行, 即 P+5 - P+5 请 观 察 对 话 框 底 部 的 原 子 间 距 直 方 图 : 所 有 原 子 间 距 ( 黑 线 ) 均 没 有 落 入 标 示 配 位 间 距 上 边 界 和 下 边 界 的 两 条 红 线 之 间 这 一 点 很 合 理, 因 为 我 们 并 不 指 望 含 有 额 外 氧 原 子 的 化 合 物 中 存 在 P-P 键 P+5 - W+6 这 组 的 情 况 与 上 一 组 相 同, 所 以 请 继 续 到 第 三 行 ( P+5 - O-2 ) 这 里 明 显 有 些 原 子 间 距 ( 黑 线 ) 处 于 红 线 之 间, 因 此 相 应 原 子 之 间 存 在 化 学 键 请 注 意 原 子 间 距 上 限 (DMax = Å) 与 右 10 ICSD(Inorganic Crystal Structure Database, 无 机 晶 体 结 构 数 据 库 ) 由 Fachinformationszentrum Karlsruhe, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen, Germany 编 撰 发 行

36 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 27 侧 相 邻 的 P-O 间 距 (3.4 Å) 相 差 很 大, 这 也 清 楚 地 表 明 所 有 相 关 的 原 子 间 距 均 已 被 考 虑 在 内 ( 最 大 间 隔 判 据, 图 34) 图 34: 对 原 子 组 对 P-O 而 言, 在 成 键 最 大 距 离 值 和 右 侧 相 邻 的 原 子 间 距 之 间 有 很 大 的 间 隔 请 继 续 浏 览 原 子 组 对 列 表 并 观 察 统 计 直 方 图, 直 到 您 看 到 W+6 - O-2 原 子 组 对 这 里 您 会 发 现 某 些 原 子 间 距 在 最 大 间 距 以 下, 却 高 出 当 前 DMax 值 (1.944 Å) 这 些 作 用 在 判 断 成 键 情 况 的 时 候 也 应 当 考 虑 在 内, 因 此 请 将 右 侧 的 红 色 竖 线 调 整 到 2.6 Å 左 右 以 使 上 述 原 子 间 距 也 包 含 在 内 : 将 鼠 标 指 针 移 至 红 色 竖 线 上, 按 住 左 键 并 向 右 拖 动 当 所 有 相 关 的 原 子 间 距 都 处 于 两 条 红 线 之 间 时, 请 松 开 鼠 标 左 键 11 随 后, 请 继 续 浏 览 至 原 子 组 对 O-2 - O-2 这 里 您 会 发 现 一 组 非 常 小 的 原 子 间 距 (1.685 Å), 对 照 化 合 物 组 成 (H 5 O 2 ) 3 PW 12 O 40, 这 条 数 据 显 得 十 分 奇 怪 一 般 情 况 下, 至 少 两 种 原 因 可 能 导 致 出 现 非 常 小 的 原 子 间 距 值 : 1. 某 些 原 子 位 置 未 被 充 分 占 据 ; 即 相 应 原 子 的 占 位 系 数 低 于 1.0 一 般 来 说, 这 种 情 况 是 在 晶 体 结 构 解 析 中 为 解 决 某 些 无 序 情 况 而 引 入 的 2. 晶 体 结 构 数 据 中 存 在 错 误 绝 大 多 数 情 况 下 是 空 间 群 设 置 不 正 确 在 本 示 例 中, 原 子 参 数 表 中 有 一 个 O 原 子 的 占 位 系 数 为 0.5, 因 此 这 里 出 现 的 不 正 常 原 子 间 距 值 无 需 担 心 12 但 是 一 般 情 况 下 您 应 该 总 是 详 细 检 查 较 短 的 原 子 间 距, 直 到 您 彻 底 弄 清 楚 他 们 的 来 源 为 止 下 面 请 继 续 前 进 到 O-H 原 子 组 对 ( 图 35) 相 应 的 直 方 图 非 常 有 趣 :O-H 键 的 成 键 范 围 分 为 两 段, 一 段 处 于 约 到 1.19 Å, 另 一 段 处 于 约 1.81 到 1.91 Å 第 二 段 成 键 范 围 明 显 证 明 除 正 常 共 价 键 (O-H) 以 外, 还 存 在 所 谓 的 H-bonds( 氢 键 ) (O-H-O) 这 里 我 们 将 只 关 注 共 价 键, 在 DIAMOND 中 创 建 氢 键 将 在 第 32 页 做 详 细 介 绍 同 时 请 注 意 共 价 O-H 键 的 上 边 界 有 些 过 低 ( 类 似 于 W+6 - O-2 原 子 组 对 的 情 况 ); 某 些 在 1.19 Å 附 近 的 原 子 间 距 也 处 于 比 较 合 理 的 成 键 范 围, 但 是 并 未 计 入 成 键 间 距 之 内 因 此 请 调 整 上 边 界, 使 这 部 分 原 子 间 距 也 包 含 在 内 (DMax 应 该 在 1.3 Å 左 右 )( 图 36) 最 后 您 还 需 要 查 看 H-H 间 距 ; 随 后 请 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 到 此 为 止, 我 们 已 经 明 确 定 义 了 DIAMOND 诸 多 功 能 所 必 需 的 原 子 成 键 范 围, 下 一 步 就 可 以 开 始 绘 制 结 构 图 正 如 前 面 提 到 的 一 样, 我 们 将 从 单 个 原 子 开 始 绘 制 结 构 图 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 您 也 可 以 在 直 方 图 顶 部 的 DMax 区 域 直 接 输 入 2.6 正 常 情 况 下, 您 应 当 检 查 与 过 小 原 子 间 距 相 关 的 原 子 ( 本 示 例 中 为 O5) 是 否 也 具 有 低 于 1.0 的 占 位 系 数

37 28 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 择 Add atoms( 添 加 原 子 ) 命 令, 或 点 击 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 在 结 构 图 中 添 加 单 个 原 子 图 35:O-H 原 子 间 距 直 方 图 显 示 两 原 子 组 间 存 在 两 段 成 键 范 围 图 36: 调 整 O-H 成 键 间 距 区 间 的 上 边 界 DIAMOND 将 弹 出 Add atoms( 添 加 原 子 ) 对 话 框 ( 图 37), 在 此 您 可 以 确 切 选 择 在 结 构 图 中 显 示 晶 体 结 构 数 据 中 的 哪 些 原 子 在 对 话 框 顶 部 的 列 表 中, 您 可 以 根 据 需 要 选 择 相 应 原 子 接 下 来 您 可 以 定 义 应 用 于 选 中 原 子 对 称 操 作 和 布 拉 维 平 移 最 后, 您 可 以 选 择 是 否 对 由 对 称 操 作 和 布 拉 维 平 移 生 成 的 坐 标 进 行 晶 胞 平 移 例 如, 您 可 以 规 定 在 晶 胞 的 X 方 向 创 建 新 的 原 子 在 本 示 例 中, 起 步 操 作 非 常 简 单 : 我 们 希 望 在 不 对 称 单 元 中 只 创 建 磷 原 子 : 请 在 对 话 框 顶 部 选 择 P1 原 子 并 确 保 只 选 中 identity( 恒 等 ) (x,y,z) 对 称 操 作 如 果 您 的 对 话 框 窗 口 与 图 38 一 致, 请 点 击 OK( 确 定 ), 这 时 结 构 图 的 中 央 将 显 示 一 个 紫 色 的 磷 原 子 由 于 前 面 已 经 完 成 了 连 接 性 定 义, 接 下 来 的 构 造 步 骤 就 非 常 直 观 了 : 请 点 击 工 具 栏 上 的 Fill ( 填 充 ) 按 钮 ( 或 按 下 键 盘 上 的 <Shift+Ctrl+S> 组 合 键 ) 添 加 磷 原 子 的 相 邻 原 子 这 时 您 可 以 清 晰 地 看 到 典 型 的 P-O 四 面 体 请 再 次 点 击 Fill( 填 充 ) 按 钮 继 续 添 加 新 的 配 位 层 (O 原 子 的 配 位 层 ) 如 图 所 示, 每 个 O 原 子 与 三 个 W 原 子 相 连 后 再 与 中 心 的 P 原 子 配 位 ( 图 39) 当 然, 现 在 W 原 子 的 配 位 层 还 并 不 完 整 请 再 次 点 击 Fill( 填 充 ) 按 钮 来 补 全 W 原 子 的 配 位 层, 这 一 步 操 作 将 添 加 大 量 的 O 原 子 如 果 您 继 续 点 击 Fill Coordination Spheres( 填 充 配 位 层 ) 按 钮,DIAMOND 将 不 会 再 添 加 任 何 原 子 很 明 显 这 时 您 已 经 确 定 了 一 个 与 剩

38 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 29 余 结 构 部 分 不 直 接 通 过 化 学 键 相 连 的 独 立 构 筑 模 块 而 且 很 有 必 要 深 入 研 究 一 下 这 个 构 筑 模 块 图 37: 您 可 以 在 Add Atoms( 添 加 原 子 ) 对 话 框 确 切 选 择 将 哪 些 原 子 添 加 到 结 构 图 中 图 38: 我 们 希 望 在 结 构 图 中 只 显 示 不 对 称 单 元 中 的 磷 原 子 目 前 由 于 大 量 化 学 键 的 存 在 使 结 构 显 得 模 糊 不 清, 因 此 常 用 的 球 棍 模 型 并 不 十 分 适 合 现 在 的 情 况 因 为 多 面 体 表 示 形 式 ( 氧 原 子 配 位 金 属 或 非 金 属 原 子 ) 可 能 更 加 适 合 当 前 典 型 无 机 氧 化 物 构 筑 模 块, 所 以 请 从 Build/Polyhedra...( 构 建 / 多 面 体 ) 子 菜 单 中 选 择 Add Polyhedra...( 添 加 多 面 体 ) 命 令 打 开 Add Polyhedra...( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 在 对 话 框 顶 部, 您 可 以 选 择 使 用 与 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 中 相 同 的 配 位 层 设 定, 或 者 定 义 新 的 判 断 标 准 我 们 将 直 接 使 用 第 一 项 设 置 ( 即 默 认 设 置 ) 在 对 话 框 的 中 央 位 置, 您 需 要 分 别 选 择 多 面 体 中 心 原 子 组 和 配 体 原 子 组 我 们 希 望 在 P 原 子 和 W 原 子 的 周 围 创 建 多 面 体, 因 此 请 在 左 侧 的 中 心 原 子 组 列 表 中 取 消 选 择 ( 点 击 复 选 框 )O 原 子 和 H 原 子 另 一 方 面, 我 们 希 望 将 O 原 子 作 为 多 面 体 的 顶 点, 因 此 请 在 右 侧 的 配 位 原 子 组 列 表 中 取 消 选 择 P 原 子 W 原 子 和 H 原 子 此 时 的 对 话 框 显 示 应 与 图 41 一 致 同 时, 我 们 还 将 修 改 多 面 体 的 设 计, 尽 管 这 一 步 也 可 以 稍 后 进 行

39 30 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 图 39: 结 构 图 中,O 原 子 以 四 面 体 方 式 与 P 原 子 配 位, 同 时 每 个 O 原 子 还 与 三 个 W 原 子 相 连 图 40: 您 可 以 在 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 中 设 置 多 面 体 中 心 原 子 和 配 位 原 子 请 点 击 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 右 侧 的 Design( 设 计 ) 按 钮 打 开 Polyhedron Design( 多 面 体 设 计 ) 对 话 框 我 们 希 望 改 变 多 面 体 表 面 的 颜 色 设 定 ( 填 充 色 ) 以 匹 配 中 心 原 子 的 颜 色 请 点 击 相 应 按 钮 并 从 弹 出 的 颜 色 选 择 面 板 中 选 择 Central atom( 中 心 原 子 ) ( 图 42) 随 后, 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 Polyhedron Design( 多 面 体 设 计 ) 对 话 框 现 在 创 建 多 面 体 的 所 有 设 置 操 作 均 已 完 毕, 请 点 击 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 中 的 OK( 确 定 ) 按 钮 关 闭 对 话 框 并 完 成 创 建 多 面 体 操 作 ( 图 43) 我 们 希 望 在 后 面 的 DIAMOND POV-Ray 教 程 中 也 使 用 当 前 这 幅 结 构 图, 因 此 请 将 它 保 存 为 DIAMOND 文 档 文 件 13 请 点 击 工 具 栏 上 的 Save( 保 存 ) 按 钮, 然 后 DIAMOND 将 弹 出 一 条 信 息 提 示 您 必 须 使 用 DIAMOND 文 档 文 件 格 式 才 能 保 存 全 部 信 息 和 图 像 请 点 击 Yes ( 是 ) 确 定, 然 后 在 打 开 的 Save Document As( 保 存 文 档 为 ) 对 话 框 中 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ), 直 接 使 用 自 动 建 议 文 件 名 unknown.diamdoc 然 后 点 击 Save( 保 存 ) 请 注 意 您 在 这 部 分 教 程 开 始 的 时 候 打 开 的 是 CIF 文 件 您 无 法 在 CIF 文 件 中 存 储 DIAMOND 进 程 中 的 所 有 信 息, 因 此 您 必 须 使 用 DIAMOND 专 有 的 文 件 格 式 *.diamdoc, 以 便 之 后 能 够 重 新 打 开 当 前 DIAMOND 窗 口 的 所 有 内 容 另 外 请 注 意 在 您 完 成 保 存 操 作 之 后,DIAMOND 创 建 偶 标 题 栏 中 显 示 的 当 前 文 档 名 称 将 会 改 变 为 了 充 分 理 解 该 结 构 构 筑 模 块 的 构 造 原 子, 您 应 该 用 鼠 标 转 动 结 构 模 型 这 样, 您 可 以 更 好 地 从 三 维 视 角 了 解 构 筑 模 块 的 结 构 请 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 Rotate along x-/y-axis ( 沿 x 轴 或 y 轴 旋 转 ) 命 令 ( 或 者 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 ) 以 切 换 到 所 谓 的 tracking mode( 跟 踪 模 式 ) 随 后, 在 结 构 图 内 按 住 鼠 标 左 键 并 移 动 鼠 标 ; 结 构 图 将 随 着 鼠 标 移 动 13 如 果 您 使 用 的 是 演 示 版 DIAMOND, 那 么 您 将 无 法 使 用 保 存 功 能 这 种 情 况 下, 您 可 以 直 接 使 用 Tutorial 文 件 夹 中 的 unknown.diamdoc 文 件, 因 此 您 可 以 直 接 跳 过 此 步 操 作

40 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 31 而 旋 转 您 会 清 楚 地 看 到 位 于 构 筑 模 块 中 央 的 PO 4 四 面 体 四 面 体 的 每 个 顶 点 位 置 都 由 一 组 三 个 通 过 棱 边 相 连 的 WO 6 八 面 体 围 成, 这 些 W 3 O 13 单 元 通 过 顶 点 相 连 这 就 是 所 谓 的 Keggin 结 构 或 者 Keggin 离 子 图 41: 根 据 这 些 设 置,DIAMOND 将 在 W 原 子 和 P 原 子 的 周 围 以 O 原 子 为 顶 点 创 建 多 面 体, 同 时 根 据 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 中 的 设 置 来 确 定 配 位 原 子 图 42: 我 们 希 望 多 面 体 表 面 的 颜 色 与 其 中 心 原 子 的 颜 色 保 持 一 致 下 一 步 是 研 究 在 整 体 晶 体 结 构 中, 这 些 Keggin 离 子 是 如 何 进 行 堆 积 的 点 击 底 部 工 具 栏 上 的 No tracking( 无 跟 踪 ) 按 钮 离 开 跟 踪 模 式 随 后, 请 返 回 之 前 的 沿 c 轴 查 看 方 向 以 进 行 更 好 的 整 体 观 察 : 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Viewing direction...( 查 看 方 向 ) 命 令 打 开 相 应 对 话 框 ( 图 44) 正 如 刚 刚 提 到 的, 我 们 希 望 沿 c 轴 查 看, 因 此 请 点 击 对 话 框 顶 部 的 相 应 按 钮 并 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 对 话 框 现 在 我 们 需 要 添 加 晶 胞 的 剩 余 部 分, 点 击 屏 幕 左 下 角 工 具 栏 中 的 Fill Unit Cell( 填 充 晶 胞 ) 按 钮 即 可 现 在 Keggin 离 子 处 于 晶 胞 的 一 个 顶 角 位 置 很 明 显 在 同 一 晶 胞 的 对 角 处 还 应 该 有 一 个 Keggin 离 子, 同 样 我 们 也 应 该 为 这 个 Keggin 离 子 创 建 多 面 体 选 择 Build/Polyhedra.../Add Polyhedra...( 构 建 / 多 面 体 / 添 加 多 面 体 ) 命 令, 点 击 弹 出 的 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 中 的 Design...( 设 计 ) 按 钮 将 多 面 体 表 面 的 Fill( 填 充 色 ) 更 改 为 Central atom( 中 心 原 子 ) 颜 色 后 点 击 OK( 确 定 ) 对 话 框 中 显 示 的 中 心 原 子 组 和 配 位 原 子 组 设 置 与 上 次 的 设 置 相 同, 因 此 直 接 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 对 话 框 即 可 现 在 晶 胞 中 的 第 二 个 Keggin 离 子 已 经 清 晰 可 见 ( 图 45)

41 32 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 现 在 您 可 以 看 到 Keggin 离 子 键 的 空 间 被 O 原 子 和 H 原 子 填 充, 很 有 可 能 是 水 分 子 您 需 要 连 接 相 应 原 子 来 验 证 这 一 点 ( 即 根 据 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 中 的 设 置 创 建 原 子 间 的 化 学 键 ): 通 过 点 击 工 具 栏 上 的 Connect atoms( 连 接 原 子 ) 按 钮 或 者 选 择 Build( 构 建 ) 菜 单 中 的 相 应 命 令 又 或 者 按 下 键 盘 上 的 <Shift+Ctrl+N> 组 合 键 即 可 轻 松 完 成 现 在 水 分 子 已 经 清 晰 可 见 图 43: 未 知 结 构 中 的 构 筑 模 块 现 在 通 过 以 P 原 子 和 W 原 子 为 中 心 的 多 面 体 形 式 显 示 图 44: Viewing direction( 查 看 方 向 ) 对 话 框 提 供 了 多 种 选 择 查 看 方 向 的 方 式 最 后, 我 们 建 议 您 清 除 属 于 相 邻 晶 胞 WO6 八 面 体 的 剩 余 未 成 键 O 原 子 从 Build/Destroy ( 构 建 / 清 除 ) 子 菜 单 中 选 择 Non-bonded atoms( 未 成 键 原 子 ) 命 令, 或 者 点 击 底 部 工 具 栏 中 的 按 钮 右 侧 的 小 箭 头 并 选 择 Destroy non-bonded atoms( 清 除 未 成 键 原 子 ) 都 能 够 轻 易 实 现 到 了 这 一 阶 段, 未 知 结 构 的 构 造 原 理 已 经 非 常 清 楚 了 ( 图 46) 当 您 观 察 结 构 的 时 候 可 能 还 会 有 一 个 问 题 :Keggin 离 子 和 水 分 子 键 一 定 存 在 某 种 形 式 的 成 键 作 用 但 是 到 底 是 什 么? 如 果 您 稍 有 经 验 的 话, 一 定 会 怀 疑 这 两 部 分 间 一 定 存 在 所 谓 的 H bonds( 氢 键 ) 为 了 便 于 观 察, 请 在 结 构 图 中 显 示 出 这 些 氢 键 : 从 构 建 (Build) 菜 单 中 选 择 Create H-bonds...( 创 建 氢 键 ) 命 令 打 开 H-Bonds( 氢 键 ) 对 话 框 在 H-Bonds ( 氢 键 ) 对 话 框 中 您 可 以 规 定 形 成 氢 键 的 判 断 依 据, 参 与 形 成 氢 键 原 子 必 须 满 足 相 应 判 据 才 能 添 加 氢 键, 具 体 内 容 包 括 原 子 间 距 的 最 小 值 和 最 大 值 氢 键 给 体 (D) 氢 原 子 和 氢 键 受 体 (A) 三 者 间 角 度 的 最 小 值 和 最 大 值 以 及 能 够 作 为 氢 键 给 体 或 受 体 的 原 子 组 等 请 根 据 图 47 更 改 您 的 对 话 框 设 置 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 在 结 构 图 中 氢 键 以 虚 线 显 示 现 在 您 可 以 清 楚 地 看 到 晶 体 结 构 的 各 部 分 及 其 中 的 水 分 子 是 如 何 通 过 氢 键 连 接 的

42 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 33 一 切 就 是 这 么 简 单!DIAMOND 提 供 了 大 量 可 以 帮 助 您 理 解 晶 体 结 构 构 造 原 理 的 特 色 功 能 当 您 探 究 过 晶 体 构 造 原 理 之 后, 就 可 以 通 过 类 似 步 骤 向 听 众 展 示 您 对 晶 体 结 构 的 理 解 图 45: 一 个 晶 胞 中 有 两 个 Keggin 离 子 构 筑 模 块 图 46: 删 除 非 成 键 O 原 子 ( 事 实 上 是 与 相 邻 晶 胞 中 的 W 原 子 成 键 ) 之 后, 结 构 图 变 得 更 加 清 晰 图 47: 结 构 图 中 生 成 氢 键 的 判 断 标 准

43 34 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 沸 石 (Zeolite) 骨 架 结 构 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 通 过 几 步 操 作 展 示 十 分 复 杂 的 晶 体 结 构 如 何 有 效 地 使 用 过 滤 哑 原 子 和 选 取 功 能 八 面 沸 石 (Faujasite) 是 沸 石 家 族 中 非 常 有 代 表 性 的 一 员 所 谓 β-cage(β 笼 ) 是 这 种 铝 硅 酸 盐 中 的 连 接 模 型 之 一 这 种 多 面 体 的 每 个 顶 点 包 含 一 个 硅 原 子 或 铝 原 子 ; 每 条 边 包 含 一 个 连 接 两 顶 点 处 原 子 的 氧 原 子 β 笼 之 间 通 过 六 方 柱 相 互 连 接 下 面 我 们 将 绘 制 清 晰 显 示 八 面 沸 石 结 构 中 的 β 笼 以 及 β 笼 之 间 的 六 方 柱 连 接 形 式 的 结 构 图 如 果 还 没 有 打 开 DIAMOND, 请 先 启 动 软 件 请 从 File( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 Open( 打 开 ) 命 令, 将 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 CIF (*.cif), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 faujasite.cif 最 后 点 击 Open( 打 开 ), 并 完 成 File Import Assistant( 文 件 导 入 助 手 ) 在 Picture creation ( 图 像 绘 制 ) 页 面 中, 请 选 中 If the dataset is a crystal structure( 如 果 数 据 集 为 晶 体 结 构 ) 下 的 Create a blank picture( 创 建 空 白 图 像 ), 然 后 点 击 Next( 下 一 步 ) 到 最 后 一 页 并 点 击 Finish( 完 成 ) 现 在 右 上 方 显 示 为 当 前 晶 体 结 构 数 据, 结 构 图 区 域 仍 然 空 白 非 常 遗 憾 该 CIF 文 件 的 空 间 群 设 置 有 点 小 问 题 : 在 设 置 空 间 群 的 时 候 有 两 个 可 用 选 项 DIAMOND 无 法 根 据 CIF 文 件 的 内 容 选 择 正 确 的 空 间 群, 因 此 软 件 将 自 动 选 择 第 一 个 空 间 群 设 置 ( 本 示 例 中 为 错 误 设 置 ) 但 幸 运 的 是,CIF 文 件 的 作 者 为 此 添 加 了 注 释, 即 作 者 使 用 的 是 标 准 空 间 群 设 置 ( 第 二 个 空 间 群 设 置 ) 您 必 须 在 DIAMOND 中 更 正 空 间 群 设 置 : 请 从 Structure( 结 构 ) 菜 单 中 选 择 Space-group( 空 间 群 ) 命 令, 然 后 参 照 图 48 在 Symmetry ( 对 称 性 ) 对 话 框 中 选 择 中 心 对 称 的 空 间 群 227( 内 部 编 号 22701), 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 图 48:DIAMOND 无 法 根 据 CIF 文 件 选 择 正 确 的 空 间 群, 我 们 必 须 手 动 设 置 ( 中 心 对 称 ) 我 们 强 烈 建 议 您 在 每 次 导 入 晶 体 结 构 文 件 的 时 候 都 检 查 空 间 群 设 置! 您 可 以 通 过 检 查 Connectivity ( 连 接 性 ) 对 话 框 中 的 原 子 间 距 来 检 查 空 间 群 设 置 错 误 的 空 间 群 设 置 往 往 会 导 致 出 现 异 常 小 的 原 子 间 距 值 但 是, 异 常 小 的 原 子 间 距 值 也 可 能 由 其 他 原 因 引 起 ( 第 27 页 ) 首 先 我 们 将 创 建 单 个 原 子, 然 后 在 此 基 础 上 构 建 完 整 的 晶 体 结 构 : 点 击 Add atom(s)( 添 加 14 原 子 ) 按 钮 打 开 Add atoms( 添 加 原 子 ) 对 话 框 从 原 子 参 数 列 表 中 选 择 Si1-Al1 原 子 并 保 持 其 他 设 置 不 变 ( 图 49) 点 击 OK( 确 定 ) 结 构 图 的 中 央 将 出 现 一 个 原 子 14 由 于 在 很 多 沸 石 结 构 中 Si 原 子 和 Al 原 子 随 机 分 布 在 某 些 位 置, 因 此 在 原 子 参 数 列 表 中 这 两 种 原 子 共 享 同 一 个 位 置

44 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 35 如 果 您 没 有 在 结 构 图 的 中 央 看 到 新 创 建 的 原 子, 很 有 可 能 是 所 谓 Automatic adjustment( 自 动 调 整 ) 功 能 处 于 禁 用 状 态 请 按 键 盘 上 的 F9 键 使 图 像 居 中 并 自 动 调 整 大 小 ( 即 将 旋 转 中 心 移 动 至 窗 口 中 央 并 调 整 放 大 系 数 使 整 幅 结 构 图 适 合 当 前 窗 口 的 大 小 ) 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Adjust... ( 调 整 ) 命 令, 选 中 Automatic adjustment( 自 动 调 整 ) 复 选 框 并 点 击 Adjust( 调 整 ) 按 钮 ( 同 时 也 将 关 闭 对 话 框 ) 来 激 活 自 动 调 整 功 能 图 49: 结 构 图 中 显 示 了 一 个 Si/Al 原 子, 该 原 子 将 被 放 到 原 子 参 数 列 表 中 的 原 始 坐 标 位 置, 即 仅 进 行 了 恒 等 (x,y,z) 对 称 操 作 和 布 拉 维 平 移 (Bravais translation)(0,0,0) 下 一 步 我 们 将 按 前 言 中 所 述 绘 制 β 笼 结 构 图 因 此 这 里 只 需 关 注 Si/Al 原 子 以 及 其 连 接 形 式, 而 无 需 考 虑 其 他 原 子 这 一 点 可 以 通 过 DIAMOND 中 的 filter( 过 滤 ) 功 能 来 实 现 : 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Filter( 过 滤 ) 命 令 打 开 Filter( 过 滤 ) 对 话 框 在 对 话 框 顶 部 的 Atom group( 原 子 组 ) 列 表 中 取 消 选 择 除 SiAl 之 外 的 所 有 其 他 原 子 另 外 还 要 在 Bravais translation( 布 拉 维 平 移 ) 列 表 ( 请 注 意 不 是 Symmetry operation list( 对 称 操 作 列 表 )!) 中 取 消 选 择 除 +(0,0,0) 之 外 的 所 有 其 他 选 项 ( 图 50) 现 在 点 击 OK( 确 定 ) 后, DIAMOND 将 只 创 建 共 享 位 置 的 Si/Al 原 子, 而 且 不 会 进 行 任 何 布 拉 维 平 移 操 作 为 了 提 醒 您 过 滤 功 能 已 经 开 启,DIAMOND 将 在 结 构 图 窗 口 的 左 下 角 显 示 一 个 警 告 标 志 图 50: 在 结 构 图 的 构 建 操 作 中 将 只 考 虑 共 享 位 置 的 Si/Al 原 子 如 果 您 希 望 禁 用 过 滤 功 能, 那 么 您 只 需 要 双 击 结 构 图 中 的 过 滤 警 告 标 志 但 是 现 在 请 不 要 这 样 做!

45 36 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 因 为 我 们 希 望 在 结 构 模 型 中 显 示 Si/Al 原 子 间 的 直 接 连 接 ( 当 然, 从 化 学 键 的 角 度 来 说 在 含 有 额 外 氧 原 子 的 化 合 物 中 这 样 没 有 任 何 意 义 ), 所 以 必 须 调 整 连 接 性 设 置 请 点 击 底 部 工 具 栏 的 相 应 按 钮 打 开 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 ( 或 者 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 相 应 的 命 令 ) 对 于 SiAl SiAl 原 子 组 对, 请 在 对 话 框 下 半 部 分 将 成 键 范 围 调 整 为 3.0 至 3.5 Å 并 点 击 OK( 确 定 ) 图 51: 由 于 我 们 希 望 在 Si/Al 原 子 间 创 建 unphysical( 非 真 实 的 ) 化 学 键, 因 此 请 将 Si/Al 原 子 的 成 键 范 围 手 动 调 整 为 3.0 至 3.5 Å 调 整 完 过 滤 和 连 接 性 设 置 之 后, 我 们 可 以 开 始 使 用 DIAMOND 丰 富 的 构 建 功 能 : 首 先 请 点 击 Complete fragments( 补 全 碎 片 ) 按 钮 DIAMOND 将 自 动 补 全 碎 片 并 生 成 β 笼 以 及 四 个 相 连 的 六 方 柱 借 助 过 滤 功 能,DIAMOND 将 只 创 建 Si/Al 原 子, 同 时 由 于 取 消 了 其 他 布 拉 维 平 移 选 项, 相 邻 原 子 的 递 归 搜 索 也 被 取 消 了 ( 图 52) 图 52: 八 面 沸 石 中 的 Si-Al 子 结 构 视 图 第 二 步 我 们 将 使 β 笼 显 示 为 一 个 封 闭 的 多 面 体 在 DIAMOND 中, 所 有 多 面 体 都 必 须 有 中 心 原 子 遗 憾 的 是 β 笼 并 没 有 中 心 原 子, 所 以 在 创 建 多 面 体 之 前 必 须 先 插 入 中 心 原 子 如 果 当 前 结 构 图 中 没 有 任 何 合 适 的 原 子 可 以 作 为 中 心 原 子 ( 就 像 本 示 例 中 的 情 形 ), 我 们 可 以 添 加 所 谓 的 dummy atom( 哑 原 子 ) 首 先 您 需 要 做 的 是 将 观 察 方 向 调 整 到 沿 晶 胞 的 体 对 角 线 (1,1,1) 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Viewing Direction...( 查 看 方 向 ) 命 令 打 开 Viewing Direction( 查 看 方 向 ) 对

46 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 37 话 框 在 h,k,l 对 应 的 输 入 区 域 分 别 全 部 输 入 1 ( 图 53) 随 后, 请 点 击 Set( 设 定 ) 按 钮 ;DIAMOND 将 更 改 查 看 方 向 ( 图 54) 然 后 请 点 击 Close( 关 闭 ) 关 闭 对 话 框 之 后 您 可 能 需 要 按 <F9> 键 重 新 调 整 放 大 系 数 图 53: 在 Viewing Direction( 查 看 方 向 ) 对 话 框 中, 您 可 以 调 整 观 察 结 构 图 的 方 向 在 此 我 们 希 望 以 朝 向 hkl 平 面 (111) 作 为 查 看 方 向 图 54: 朝 向 hkl 平 面 (111) 方 向 的 八 面 沸 石 Si-Al 子 结 构 我 们 希 望 在 β 笼 的 正 中 央 创 建 一 个 哑 原 子 : 首 先, 请 按 组 合 键 <Ctrl+A> 选 择 结 构 图 窗 口 中 的 所 有 对 象 然 后 请 从 Structure( 结 构 ) 菜 单 中 选 择 Insert atom...( 插 入 原 子 ) 命 令 ( 或 者 点 击 顶 部 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 ) 打 开 Insert atom( 插 入 原 子 ) 对 话 框 DIAMOND 已 经 计 算 好 了 所 有 选 中 原 子 的 中 心 位 置 并 提 示 将 该 中 心 作 为 哑 原 子 的 位 置 ( 图 55) 点 击 OK ( 确 定 ), 然 后 按 <Esc> 键 取 消 选 择 图 55: 借 助 Insert atom( 插 入 原 子 ) 对 话 框, 您 可 以 向 原 子 参 数 列 表 中 添 加 新 的 原 子 在 本 示 例 中,DIAMOND 以 选 中 原 子 的 中 心 作 为 插 入 原 子 的 位 置 自 动 计 算 新 原 子 的 坐 标 现 在 您 将 发 现 现 有 结 构 的 中 心 位 置 出 现 了 一 个 哑 原 子, 我 们 可 以 将 它 作 为 多 面 体 的 中 心 原

47 38 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 子 在 结 构 图 窗 口 右 侧 的 数 据 摘 要 表 格 中, 原 子 参 数 列 表 的 底 部 将 新 增 了 一 条 哑 原 子 的 记 录 现 在, 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 下 的 Polyhedra( 多 面 体 ) 子 菜 单 中 选 择 Add Polyhedra ( 添 加 多 面 体 ) 命 令 在 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 中, 请 选 择? ( 代 表 哑 原 子 ) 作 为 中 心 原 子 类 型, SiAl 作 为 配 位 原 子 类 型 将 多 面 体 范 围 设 定 为 Fixed( 固 定 ), 其 中 RMin 和 RMax 分 别 设 置 为 1 和 5 现 在 您 的 对 话 框 应 该 与 图 56 一 致 图 56: 以 哑 原 子 为 中 心, 以 距 哑 原 子 1 至 5 Å 范 围 内 的 SiAl 作 为 配 位 原 子 创 建 多 面 体 下 面 我 们 将 调 整 多 面 体 的 设 计, 请 点 击 对 话 框 右 侧 的 Design...( 设 计 ) 按 钮 在 Polyhedron Design( 多 面 体 设 计 ) 对 话 框 中, 请 根 据 图 57 调 整 相 应 设 置 图 57: 请 使 用 图 示 的 多 面 体 设 计 设 置 之 后 请 切 换 到 Others( 其 他 ) 标 签 并 将 Ligand atoms reducing factor( 配 位 原 子 折 合 系 数 ) 更 改 为 0.01 该 系 数 将 缩 小 多 面 体 顶 点 处 所 有 原 子 的 尺 寸, 使 这 些 原 子 变 得 相 对 不 可 见 但 是 还 能 够 进 行 选 择 操 作 最 后 请 选 中 对 话 框 底 部 的 Default for new polyhedra( 以 上 设 置 作 为 新 建 多 面 体 的 默 认 设 置 ) 并 点 击 OK( 确 定 ) 当 您 返 回 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 之 后 请 继 续 点 击 OK( 确 定 ) 按 钮, 随 后 DIAMOND 将 创 建 多 面 体 ( 图 58) 第 三 步 中, 我 们 也 将 以 多 面 体 形 式 显 示 连 接 β 笼 的 六 方 柱 这 里 可 以 继 续 使 用 绘 制 β 笼 多 面 体 时 的 相 同 操 作 在 我 们 添 加 作 为 多 面 体 中 心 原 子 的 哑 原 子 之 前, 需 要 再 次 将 视 角 切 换 到 一 个 相 对 合 适 的 位 置 请 从 Move( 移 动 ) 菜 单 中 选 择 Rotate Incrementally...( 逐 步 旋 转 ) 命 令 打 开 Rotate structure( 旋 转 结 构 视 图 ) 对 话 框, 设 置 沿 z 轴 旋 转 30 度 并 保 持 x 轴 和 y 轴 不 变 后 点 击 Apply( 应 用 ) 按 钮,DIAMOND 将 在 不 关 闭 对 话 框 的 情 况 下 进 行 旋 转 操 作 然 后 请 设 置 沿 z 轴 旋 转 0 度 以 及 沿 x 轴 旋 转 -20 度, 然 后 点 击 OK( 确 定 ) ( 图 59) 使 用 鼠 标 拉 起 一 个 选 框 选 中 底 部 六 方 柱 内 的 所 有 原 子 随 后 请 再 次 选 择 Insert atom...( 插 入 原 子 ) 命 令 DIAMOND 将 计 算 所 有 选 中 原 子 的 中 心 位 置 坐 标, 即 (1/4, 1, 1/4), 并 提

48 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 39 示 使 用 该 坐 标 作 为 哑 原 子 的 坐 标 请 点 击 OK( 确 定 ) 然 后 按 <Esc> 键 取 消 选 择 这 时 六 方 柱 内 将 显 示 新 添 加 的 哑 原 子 ( 图 60) 结 构 图 右 侧 的 数 据 摘 要 表 格 中 的 原 子 参 数 列 表 中 也 出 现 了 新 添 加 的 哑 原 子 图 58: 八 面 沸 石 中 β 笼 结 构 的 多 面 体 视 图 图 59: 旋 转 后 的 结 构 图 更 便 于 选 择 底 部 六 方 柱 内 的 原 子 其 他 六 方 柱 所 需 的 中 心 原 子 可 以 通 过 合 适 的 对 称 操 作 由 之 前 插 入 的 哑 原 子 生 成, 而 无 需 在 原 子 参 数 列 表 中 继 续 添 加 新 的 哑 原 子 为 此 我 们 首 先 需 要 调 整 过 滤 功 能 设 置 ( 请 注 意 我 们 在 开 始 的 时 候 锁 定 了 除 (0,0,0) 以 外 的 所 有 布 拉 维 平 移 操 作!) 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Filter...( 过 滤 ) 命 令 打 开 Filter( 过 滤 ) 对 话 框 请 在 对 话 框 顶 部 取 消 选 择 除? 哑 原 子 外 的 所 有 其 他 原 子 请 注 意 您 现 在 必 须 重 新 激 活? 原 子 组, 因 为 在 这 段 时 间 内 已 经 创 建 了 新 的 哑 原 子 然 后 点 击 布 拉 维 平 移 操 作 列 表 右 侧 的 Mark all 按 钮, 这 时 请 参 考 图 61 最 后 点 击 OK( 确 定 ) 更 改 过 滤 设 置 之 后, 我 们 可 以 通 过 构 建 操 作 生 成 六 方 柱 内 其 余 的 哑 原 子 : 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Fixed Spheres( 固 定 操 作 范 围 ) 命 令 打 开 相 应 的 对 话 框 请 将 RMin 和 RMax 分 别 设 置 为 0 和 4 Å, 然 后 设 置 Apply this function to( 将 此 功 能 应 用 到 ) 为 All atoms in the structure picture( 结 构 图 中 的 所 有 原 子 ) 点 击 OK( 确 定 ) 后,DIAMOND

49 40 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 将 自 动 搜 素 所 有 缺 少 的 哑 原 子 ( 这 些 哑 原 子 与 当 前 结 构 图 中 所 有 原 子 的 最 大 间 距 为 4 Å) 这 步 操 作 将 在 每 个 六 方 柱 的 中 心 位 置 都 生 成 一 个 哑 原 子 在 创 建 六 方 柱 多 面 体 之 前, 还 需 要 先 在 过 滤 功 能 设 置 中 解 除 对 Si/Al 原 子 的 锁 定, 这 是 由 于 在 创 建 多 面 体 的 过 程 中 也 将 再 次 创 建 相 关 原 子, 需 要 在 过 滤 设 置 中 解 除 对 这 些 原 子 的 锁 定 图 60: 在 底 部 六 方 柱 的 中 心 创 建 了 一 个 哑 原 子 图 61: 我 们 希 望 通 过 空 间 群 对 称 操 作 添 加 哑 (? ) 原 子 ; 在 这 步 操 作 中 应 该 取 消 选 择 所 有 其 他 原 子 组 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Filter...( 过 滤 ) 命 令 在 Atom Group( 原 子 组 ) 列 表 中 添 加 选 择 SiAl (? 原 子 已 选 中 ), 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 下 面 开 始 创 建 四 面 体 : 请 从 Build/Polyhedra...( 构 建 / 多 面 体 ) 子 菜 单 中 选 择 Add Polyhedra ( 添 加 多 面 体 ) 命 令 将? 原 子 和 SiAl 原 子 分 别 选 择 为 中 心 原 子 和 配 位 原 子 将 多 面 体 范 围 设 定 为 Fixed( 固 定 ), RMin 和 RMax 分 别 设 置 为 1 和 5 最 后 点 击 OK ( 确 定 ) 关 闭 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 ( 图 62) 在 第 四 步 ( 最 后 一 步 ) 中, 我 们 将 绘 制 多 面 体 来 表 示 β 笼 之 间 的 连 接 为 此, 首 先 请 更 改 查 看 方 向 为 沿 (1,1,1) 轴 : 请 从 图 像 (Picture) 菜 单 中 选 择 Viewing Direction( 查 看 方 向 ) 命 令, 在 h,k,l 对 应 的 输 入 区 域 分 别 全 部 输 入 1, 点 击 Set( 设 定 ) 按 钮 关 闭 对 话 框 现 在 您 的 查 看 方 向 垂 直 于 (111) 平 面 ( 图 63) 然 后 您 还 需 要 按 <F9> 键 重 新 调 整 放 大 系 数 随 后 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Fixed Spheres( 固 定 操 作 范 围 ) 命 令 打 开 相 应 的 对

50 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 41 话 框 这 次 请 将 创 建 多 面 体 范 围 定 义 为 为 0 至 5 Å, 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 六 方 柱 的 外 围 附 近 将 显 示 新 创 建 的 Si/Al 原 子 和 哑 原 子 ( 图 64) 请 点 击 底 部 工 具 栏 中 Coordination spheres( 填 充 配 位 层 ) 按 钮 右 侧 的 向 下 箭 头, 然 后 选 择 Fill Fixed Spheres Directly( 直 接 填 充 固 定 范 围 ),DIAMOND 将 再 次 根 据 已 设 定 的 搜 索 半 径 搜 索 相 邻 原 子 重 复 上 述 操 作, 这 时 您 将 得 到 与 图 65 类 似 的 结 构 图 最 后, 您 还 需 要 为 新 创 建 的 原 子 添 加 多 面 体 : 请 从 Build/Polyhedra( 构 建 / 多 面 体 ) 子 菜 单 中 选 择 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 命 令 这 时 您 可 以 使 用 上 次 操 作 的 设 置, 直 接 点 击 OK( 确 定 ) 即 可 如 图 66 所 示 的 结 构 图 非 常 完 美 地 展 示 的 八 面 沸 石 结 构 的 构 造 原 理 图 62: 现 在 六 方 柱 也 像 多 面 体 一 样 显 示 图 63: 再 次 以 朝 向 (1,1,1) 平 面 的 方 向 查 看 结 构 您 现 在 可 以 重 复 前 述 操 作 ( 先 补 全 配 位 层, 再 创 建 多 面 体 ) 根 据 需 要 继 续 扩 展 得 到 的 结 构 部 分 我 们 将 在 演 示 DIAMOND 的 walk in( 拉 近 ) 和 video sequence( 视 频 录 制 ) 功 能 时 进 行 结 构 扩 展 操 作 ( 第 49 页 ) 现 在 请 保 存 当 前 文 档 15 : 从 File/Save As( 文 件 / 另 存 为 ) 子 菜 单 中 选 择 Save Document As...( 文 档 另 存 为 ) 命 令 在 弹 出 对 话 框 中, 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 下 的 Tutorial 文 件 夹 然 后 将 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 更 改 为 Diamond 3 Document (*.diamdoc)(diamond 3 文 档 ), 输 入 文 件 名 faujasite.diamdoc, 最 后 点 击 Save( 保 存 ) 一 切 就 这 么 简 单! 15 如 果 您 使 用 的 是 演 示 版 DIAMOND, 那 么 您 将 无 法 使 用 保 存 功 能 这 种 情 况 下, 您 可 以 直 接 使 用 Tutorial 文 件 夹 中 的 faujasite.diamdoc 文 件, 因 此 您 可 以 直 接 跳 过 此 步 操 作

51 42 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 图 64: 现 有 结 构 上 又 添 加 了 一 个 新 配 位 层 图 65: 现 有 结 构 上 添 加 了 两 个 新 配 位 层 图 66: 最 终 得 到 的 八 面 沸 石 多 面 体 结 构 视 图

52 使 用 POV-Ray TM 绘 制 高 质 量 图 片 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 43 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 使 用 POV-Ray TM 绘 制 实 景 结 构 图 像 如 何 设 计 POV-Ray TM 场 景 POV-Ray TM 是 通 过 场 景 (scene) 渲 染 绘 制 实 景 图 像 的 标 准 软 件, 所 谓 场 景 是 指 结 构 图 中 各 个 对 象 的 位 置 及 其 光 照 情 况 的 描 述, 您 能 够 通 过 DIAMOND 为 晶 体 结 构 图 创 建 这 些 描 述 ( 即 所 谓 场 景 文 件 ) 在 这 部 分 教 程 中, 您 将 学 习 到 如 何 为 我 们 之 前 已 经 得 到 的 Keggin 离 子 结 构 ( 第 25 页 ) 绘 制 实 景 图 像 在 您 学 习 这 部 分 教 程 之 前 请 先 检 查 您 的 计 算 机 中 是 否 已 经 安 装 POV-Ray TM 软 件 如 果 您 还 没 有 安 装 POV-Ray TM, 请 按 照 附 录 第 57 页 安 装 部 分 的 指 南 先 完 成 软 件 安 装 然 后 再 继 续 随 后 请 启 动 DIAMOND, 打 开 您 在 Exporing an Unknown Structure( 探 究 未 知 晶 体 结 构 ) 教 程 中 保 存 的 unknown.diamdoc 文 件 16 : 请 从 File( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 Open( 打 开 ) 命 令, 请 确 保 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 Diamond 3 Document (*.diamdoc), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 unknown.diamdoc 最 后 请 点 击 Open( 打 开 ) 这 时 所 谓 的 Keggin 离 子 将 以 多 面 体 堆 积 形 式 显 示 在 结 构 图 区 域 ( 图 67) 图 76: Exporing an Unknown Structure( 探 究 未 知 晶 体 结 构 ) 中 绘 制 的 Keggin 离 子 结 构 对 于 实 景 图 像 绘 制, 我 们 希 望 使 用 比 例 填 充 模 型 但 是 我 们 并 不 想 破 坏 当 前 的 多 面 体 结 构 图, 因 此 我 们 将 添 加 一 幅 新 的 图 像, 复 制 当 前 图 像 的 内 容 ( 多 面 体 模 型 ) 后 更 改 为 比 例 填 充 模 型 : 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 New Picture...( 新 建 图 像 ) 命 令 打 开 New Structure Picture ( 新 建 结 构 图 像 ) 助 手 在 该 对 话 框 的 第 二 页, 请 选 中 Create a copy of an existing picture ( 复 制 现 有 图 像 ), 并 确 保 Picture 1 作 为 源 图 像 在 对 话 框 底 部, 请 将 新 建 图 像 更 名 为 Space filling ( 图 68), 然 后 点 击 Next( 下 一 步 ) 在 对 话 框 的 第 三 页, 您 可 以 选 择 是 否 希 望 使 用 某 些 工 具 绘 制 结 构 图 或 者 修 改 结 构 图 的 内 容 在 本 示 例 中, 由 于 我 们 只 需 要 更 改 显 示 模 型, 因 此 并 不 需 要 其 他 辅 助 工 具, 所 以 请 选 择 对 话 框 顶 部 的 No, I want to build up or change the structure picture manually( 不, 我 希 望 手 动 构 建 或 者 修 改 结 构 图 ), 然 后 点 击 Finish( 完 成 ) New Structure Picture( 新 建 结 构 图 像 ) 16 如 果 您 使 用 的 是 DIAMOND 演 示 版, 您 可 以 直 接 打 开 DIAMOND 自 带 的 相 应 文 件

53 44 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 助 手 对 话 框 关 闭 之 后, 屏 幕 显 示 看 起 来 并 没 有 什 么 变 化 但 是 事 实 上, 请 注 意 结 构 图 窗 口 顶 部 导 航 栏 中 的 新 建 图 像 space filling 正 如 您 所 见, 当 前 晶 体 结 构 下 现 在 共 有 两 幅 结 构 图 (Picture 1 和 space filling) 图 68: 我 们 希 望 直 接 复 制 现 有 的 结 构 图 Picture 1 作 为 新 建 图 像 此 外, 我 们 还 希 望 将 新 建 图 像 的 名 称 改 为 space filling 图 69: 以 比 例 填 充 模 型 显 示 的 Keggin 离 子 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Model and Radii...( 模 型 和 半 径 ) 命 令 为 当 前 ( 新 建 ) 图 像 space filling 选 择 显 示 模 型 请 选 择 弹 出 对 话 框 顶 部 Model( 模 型 ) 复 选 框 中 的 Space-filling( 比 例 填 充 ), 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 现 在 各 离 子 以 相 应 原 子 的 比 例 填 充 半 径 显 示 ; 遗 憾 的 是 现 在 的 图 像 显 示 并 不 十 分 适 合 结 构 视 图 窗 口 因 此 请 按 键 盘 上 的 F9 键 ( 或 者 从 底 部 工 具 栏 的 Center and Adjust( 中 心 和 调 整 ) 下 拉 菜 单 中 选 择 Center and adjust now( 图 像 居 中 并 调 整 比 例 ) ) 使 结 构 图 按 合 适 的 比 例 显 示 ( 图 69) 尽 管 我 们 刚 刚 重 新 调 整 了 图 像, 我 们 并 不 希 望 在 稍 后 由 POV-Ray TM 绘 制 的 图 像 中,Keggin 离 子 占 据 整 幅 图 像 因 此 请 禁 用 默 认 为 启 用 状 态 的 Automatic Adjustment( 自 动 调 整 ) 选 项 您 可 以 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Adjust...( 调 整 ) 命 令 然 后 取 消 选 择 相 应 对 话 框 中 的 Automatic Adjustment( 自 动 调 整 ) 复 选 框, 或 者 从 底 部 工 具 栏 的 Center and Adjust ( 中 心 和 调 整 ) 下 拉 菜 单 中 选 择 相 应 的 选 项 ( 请 确 认 Automatic Adjustment( 自 动 调 整 ) 复 选 框 前 面 的 对 勾 已 经 去 掉!) 另 外, 我 们 还 需 要 检 查 POV-Ray TM 中 的 一 项 重 要 设 置 : 很 多 用 户 可 能 以 所 谓 parallel projection( 平 行 投 影 ) 模 式 ( 即 非 透 视 视 角 ) 显 示 晶 体 结 构, 但 是 这 种 模 式 并 不 适 合 POV-Ray TM 所 以 您 需 要 使 用 所 谓 central projection( 中 心 投 影 ) 模 式 : 首 先 请 从 Picture ( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Representation...( 绘 图 设 置 ) 命 令, 在 弹 出 对 话 框 中, 请 切 换 到 Projection( 投 影 ) 标 签, 然 后 将 Projection( 投 影 ) 模 式 更 改 为 Central( 中 心 投 影 ) 并 将 放 大 系 数 设 定 为 0.8 请 参 考 图 70 完 成 设 置 操 作 然 后 点 击 OK( 确 定 )

54 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 45 图 70:POV-Ray TM 图 像 中 应 该 使 用 中 心 投 影 模 式 您 可 以 通 过 调 整 enlargement factor( 放 大 系 数 ) 参 数 来 调 整 晶 体 结 构 图 中 模 型 的 尺 寸 放 大 系 数 的 量 纲 为 cm/ Å: 放 大 系 数 1.0 即 意 味 着 屏 幕 显 示 的 1 cm 对 应 实 际 结 构 中 的 1 Å; 放 大 系 数 0.5 意 味 着 屏 幕 显 示 的 1 Å 对 应 实 际 结 构 中 的 2 Å 因 此, 放 大 系 数 越 小, 模 型 的 显 示 比 例 越 小 另 一 方 面, 在 这 种 情 况 下 更 改 Camera distance (cm)( 照 相 机 距 离 ) 并 没 有 多 大 意 义 原 因 在 于 如 果 您 更 改 照 相 机 距 离,DIAMOND 内 部 将 自 动 调 整 照 相 机 光 圈 值, 这 样 结 构 图 中 的 显 示 基 本 不 会 发 生 变 化 如 果 您 增 加 照 相 机 距 离, 光 圈 值 将 自 动 减 小 您 可 以 用 反 光 式 照 相 机 来 类 比 这 种 情 况 : 如 果 您 希 望 拍 摄 某 物 体, 但 是 同 时 该 物 体 向 远 离 您 的 方 向 移 动, 这 时 您 必 须 增 大 镜 头 焦 距 才 能 得 到 与 预 期 相 同 的 图 像 因 此 改 变 照 相 机 距 离 基 本 不 会 对 图 像 中 结 构 模 型 的 大 小 产 生 任 何 影 响 ; 改 变 照 相 机 距 离 唯 一 能 带 来 的 影 响 是 视 角 扭 曲 程 度, 照 相 机 距 离 减 小 的 同 时 视 角 扭 曲 程 度 增 大 POV-Ray TM 是 一 款 光 线 追 踪 软 件, 能 够 计 算 出 照 在 物 体 表 面 光 线 的 反 射 情 况 因 此 DIAMOND 可 以 完 美 地 通 过 石 头 金 属 和 玻 璃 等 材 料 表 现 原 子 在 本 示 例 中 我 们 将 以 表 面 光 泽 的 铬 合 金 圆 球 来 显 示 W 原 子 为 此 请 更 改 W 原 子 组 的 Material( 材 料 ) 属 性 : 图 71: 在 Material Settings( 材 料 设 置 ) 对 话 框 中, 您 可 以 选 择 对 当 前 原 子 组 应 用 POV-Ray TM 全 局 设 置 还 是 进 行 个 别 设 计 设 置 请 从 Picture( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Atom design...( 原 子 设 计 ) 命 令 打 开 Atom Group Design ( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 17 请 在 对 话 框 左 侧 选 中 原 子 组 W, 然 后 点 击 对 话 框 右 侧 的 17 如 果 您 在 选 择 该 命 令 前 选 中 了 某 个 原 子, 那 么 Atom Design( 原 子 设 计 ) 操 作 将 仅 针 对 该 原 子

55 46 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 Material...( 材 料 ) 按 钮 打 开 Material Settings( 材 料 设 置 ) 对 话 框 后, 请 切 换 到 POV-Ray 标 签 (POV-Ray TM 可 能 会 显 示 软 件 启 动 画 面 ) 在 此 您 可 以 选 择 对 当 前 原 子 组 应 用 全 局 POV-Ray TM 设 置 还 是 进 行 单 独 设 计 设 置 ( 图 71) 单 独 设 计 有 两 种 可 选 方 式 : 您 可 以 使 用 预 设 材 料 属 性 ( 材 质 ) 或 者 自 定 义 新 的 材 质 在 本 示 例 中 我 们 将 使 用 预 设 材 质 : 请 选 择 Use pre-defined POV-Ray material properties( 使 用 预 设 POV-Ray 材 料 设 置 ) 然 后 请 将 Material type( 材 料 类 型 ) 设 定 为 Metal( 金 属 ) 并 将 Material( 材 料 ) 设 定 为 Chrome_Metal( 铬 金 属 ) ( 图 72) 最 后 请 连 续 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 Atom Group Design( 原 子 组 设 计 ) 对 话 框 图 72: 我 们 希 望 以 铬 金 属 球 来 显 示 W 原 子 我 们 现 在 将 调 整 POV-Ray TM 的 某 些 全 局 设 置, 例 如, 定 义 背 景 图 片 和 底 层 图 片 (floor): 我 们 想 要 得 到 模 型 浮 在 海 面 的 效 果, 背 景 则 是 亮 蓝 色 的 夏 日 天 空 请 从 Tools( 工 具 ) 菜 单 的 POV-Ray 子 菜 单 中 选 择 Global Settings...( 全 局 设 置 ) 命 令 来 设 置 这 些 选 项 Global POV-Ray Settings(POV-Ray 全 局 设 置 ) 对 话 框 一 共 四 个 标 签 (Objects,Background, Bottom,Lights, 即 对 象, 背 景, 底 层 和 光 线 ) 在 第 一 个 标 签 (Objects, 对 象 ) 中, 您 可 以 定 义 所 有 对 象 的 默 认 材 料 属 性 ( 如 原 子 化 学 键 等 ), 但 请 注 意 这 时 无 法 进 行 任 何 个 别 设 计 默 认 选 择 的 Plastic( 塑 料 ) 选 项 对 我 们 的 要 求 而 言 光 泽 度 还 不 够, 因 此 请 选 择 Shiny ( 闪 亮 ) 这 项 ( 图 73), 然 后 切 换 到 Background( 背 景 ) 标 签 图 73: 我 们 需 要 比 默 认 的 Plastic( 塑 料 ) 更 有 光 泽 的 材 料

56 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 47 正 如 上 面 所 提 到 的, 亮 蓝 色 的 夏 日 天 空 效 果 会 很 好 幸 运 的 是 我 们 可 以 直 接 选 择 这 个 预 设 材 质 : 请 选 中 Pre-defined texture( 预 设 材 质 ), 然 后 从 列 表 中 选 择 Summer Sky( 夏 日 天 空 ) 您 将 在 对 话 框 右 侧 看 到 所 选 背 景 材 质 的 预 览 图 ( 图 74) 图 74: 场 景 中 的 背 景 显 示 应 该 是 亮 蓝 色 的 夏 日 天 空 图 75: 我 们 希 望 结 构 模 型 浮 在 海 面 上 然 后 请 切 换 到 Bottom( 底 层 ) 表 单, 在 这 里 您 可 以 定 义 模 型 下 面 位 置 的 底 层 图 片 的 材 质 请 在 左 侧 列 表 底 部 选 择 Ocean( 海 洋 ) ( 图 75), 然 后 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 对 话 框 到 此 为 止, 绘 制 POV-Ray TM 图 像 的 一 切 准 备 均 已 就 绪, 所 以 我 们 现 在 可 以 进 入 正 题 : 请 从 Tools/POV-Ray( 工 具 /POV-Ray) 子 菜 单 中 选 择 Render Into Bitmap...( 渲 染 位 图 ) 命 令 您 可 以 在 打 开 对 话 框 的 顶 部 定 义 绘 制 位 图 的 尺 寸 如 果 您 无 法 确 定 具 体 尺 寸, 请 直 接 使 用 相 应 输 入 区 域 下 面 的 提 示 值 ( 即 当 前 结 构 图 窗 口 的 尺 寸 ) 在 本 示 例 中, 相 应 参 数 应 该 设 置 为 宽 度 703 像 素, 高 度 598 像 素 最 后 还 需 要 确 定 的 就 是 渲 染 操 作 输 出 结 果 的 名 称 和 存 储 文 件 夹 : 请 点 击 File...( 文 件 ) 按 钮 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 随 后 请 选 择 文 件 类 型 (Windows 位 图 (bmp) 或 者 便 携 式 网 络 图 像 (png)), 然 后 输 入 文 件 名 在 本 示 例 中, 我 们 将 选 择 bmp 文 件 格 式 并 将 文 件 命 名 为 keggin.bmp 最 后, 请 点 击 Save( 保 存 ) 按 钮 返 回 到 Render POV-Ray Scene( 渲 染 POV-Ray 场 景 ) 对 话 框

57 48 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 其 他 所 有 选 项 按 当 前 默 认 设 置 无 需 更 改, 现 在 您 的 设 置 窗 口 应 该 与 图 76 一 致 现 在 终 于 轮 到 POV-Ray TM 出 场 : 请 点 击 对 话 框 底 部 的 Render( 渲 染 ) 按 钮 POV-Ray TM 将 首 先 显 示 其 启 动 画 面 ; 随 后,POV-Ray TM 将 从 图 像 顶 部 开 始 渲 染 计 算 此 时 在 弹 出 的 窗 口 中 您 可 以 查 看 渲 染 操 作 进 度, 渲 染 完 成 后, 该 窗 口 也 将 关 闭 最 后 DIAMOND 将 调 用 计 算 机 中 相 应 应 用 程 序 ( 如 图 片 查 看 器 ) 打 开 刚 刚 绘 制 的 POV-Ray TM 实 景 图 像 ( 图 77) 图 76: 在 本 示 例 中 我 们 将 使 用 如 图 所 示 的 设 置 图 77: 图 示 为 渲 染 操 作 的 输 出 结 果 请 注 意 POV-RayTM 渲 染 图 像 中 不 显 示 坐 标 系 和 图 例 祝 贺 您! 您 已 经 完 成 了 第 一 幅 POV-Ray TM 实 景 图 像 的 绘 制! 在 学 习 这 部 分 教 程 中, 您 可 能 注 意 到 了 还 有 很 多 设 计 选 项 可 以 进 行 更 改 我 们 建 议 您 至 少 尝 试 一 下 修 改 某 些 设 置, 例 如 原 子 材 料 或 者 背 景 图 片 等 注 意 : 根 据 我 们 自 己 的 经 验, 您 可 能 需 要 一 段 时 间 来 熟 悉 POV-Ray TM 的 使 用 如 果 DIAMOND 提 供 的 POV-Ray TM 选 项 已 经 无 法 满 足 您 的 需 求, 您 可 以 直 接 查 看 并 编 辑 由 DIAMOND 在 POV-Ray TM 环 境 下 创 建 的 所 谓 场 景 文 件 从 Tools/POV-Ray...( 工 具 /POV-Ray) 子 菜 单 中 选 择 Launch Environment...( 调 用 环 境 文 件 ) 命 令 可 以 直 接 用 POV-Ray TM 编 辑 器 打 开 场 景 文 件, 这 时 您 就 可 以 开 始 大 展 身 手 了

58 使 用 DIAMOND 录 制 视 频 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 49 在 这 部 分 教 程 中 您 将 学 习 到 : 如 何 录 制 用 于 演 示 或 者 网 络 出 版 物 的 视 频 如 何 才 能 深 入 观 察 晶 体 内 部 结 构 这 部 分 教 程 的 基 本 目 标 是 指 导 您 学 会 在 DIAMOND 中 录 制 视 频, 这 个 过 程 和 在 磁 带 录 音 机 上 录 制 广 播 节 目 或 者 制 作 卡 通 动 画 非 常 相 似 一 般 来 说 录 制 视 频 分 为 以 下 几 步 : 1. 第 一 步 当 然 是 确 定 需 要 通 过 视 频 展 示 的 内 容 您 需 要 准 确 规 定 哪 些 图 像 以 何 种 顺 序 在 视 频 中 出 现 2. 当 您 完 成 视 频 内 容 策 划 之 后, 请 先 绘 制 第 一 幅 图 像 3. 之 后 就 可 以 启 动 录 制 操 作 DIAMOND 将 在 每 次 重 绘 结 构 图 时 向 视 频 中 添 加 图 像 4. 在 DIAMOND 录 制 视 频 的 同 时 逐 步 修 改 您 的 图 像 5. 如 果 您 希 望 在 录 制 过 程 中 插 入 某 些 绘 图 操 作, 请 点 击 Pause( 暂 停 ) 按 钮, 完 成 后 再 点 击 Continue( 继 续 ) 继 续 录 制 6. 当 您 完 成 最 后 一 幅 图 像 的 绘 制 之 后, 请 点 击 Stop( 停 止 ) 按 钮 终 止 录 制 操 作 在 随 后 弹 出 的 对 话 框 中 您 可 以 定 义 播 放 速 度 ( 帧 每 秒 ) 视 频 质 量 以 及 视 频 文 件 名 7. 录 制 操 作 生 成 的 视 频 文 件 为 AVI 格 式, 可 以 直 接 通 过 Windows 媒 体 播 放 器 等 软 件 来 观 看 或 者 以 film( 影 片 ) 形 式 导 入 到 Microsoft PowerPoint 演 示 文 档 中 下 面 让 我 们 来 一 步 步 进 行 上 述 操 作 : 我 们 希 望 使 用 放 大 版 的 八 面 沸 石 结 构 图 ( 第 34 页 ) 首 先 我 们 需 要 打 开 之 前 保 存 的 相 应 DIAMOND 文 档 18 图 78: 您 在 本 手 册 前 面 的 教 程 中 已 经 绘 制 过 八 面 沸 石 的 结 构 图 18 如 果 您 使 用 的 是 DIAMOND 演 示 版, 您 可 以 直 接 打 开 DIAMOND 自 带 的 相 应 文 件

59 50 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 请 从 File( 文 件 ) 菜 单 中 选 择 Open( 打 开 ) 命 令, 请 确 保 对 话 框 底 部 的 文 件 类 型 设 定 为 Diamond 3 Document (*.diamdoc) 或 者 All files (*.*), 然 后 选 择 DIAMOND 程 序 文 件 夹 下 的 Tutorial 子 文 件 夹 ( 例 如 C:\Program Files\Diamond 3\Tutorial ) 中 的 unknown.diamdoc 最 后 请 点 击 Open( 打 开 ) 您 以 前 绘 制 的 八 面 沸 石 结 构 图 将 显 示 在 结 构 图 窗 口 ( 图 78) 现 在 我 们 希 望 扩 展 一 下 多 面 体 结 构 原 则 上, 我 们 应 该 按 照 之 前 的 操 作 步 骤 来 完 成 这 一 步, 即 先 添 加 固 定 范 围 内 的 原 子 再 创 建 多 面 体 但 是 您 还 需 要 知 道 很 重 要 的 一 点 是, 之 前 用 于 绘 制 八 面 沸 石 结 构 图 的 Filter( 过 滤 ) 设 置 并 没 有 保 存 在 当 前 的 文 档 文 件 中 这 是 因 为 Filter ( 过 滤 ) 设 置 并 不 是 结 构 图 属 性 的 一 部 分, 而 只 是 您 在 构 建 晶 体 结 构 过 程 中 用 于 选 择 / 排 除 特 定 原 子 的 工 具 因 此 在 您 为 结 构 模 型 继 续 添 加 配 位 层 之 前, 请 先 将 Filter( 过 滤 ) 设 置 还 原 到 绘 制 八 面 沸 石 结 构 时 使 用 的 设 置 图 79: 在 结 构 图 的 构 建 操 作 中 将 只 考 虑 共 享 位 置 的 Si/Al 原 子 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Filter( 过 滤 ) 命 令 打 开 Filter( 过 滤 ) 对 话 框 在 对 话 框 顶 部 的 Atom group( 原 子 组 ) 列 表 中 取 消 选 择 除 SiAl 和? ( 多 面 体 中 心 的 哑 原 子 ) 之 外 的 所 有 其 他 原 子 ( 图 79) 如 果 您 现 在 点 击 OK( 确 定 ), 那 么 DIAMOND 将 只 创 建 共 享 位 置 的 Si/Al 原 子 和 哑 原 子 为 了 提 醒 您 过 滤 功 能 已 经 开 启,DIAMOND 将 在 结 构 图 窗 口 的 左 下 角 显 示 一 个 警 告 标 志 我 们 现 在 将 按 之 前 的 操 作 步 骤 继 续 扩 展 晶 体 结 构 ( 即 添 加 六 方 柱 和 β 笼 ): 首 先 请 检 查 添 加 原 子 范 围 的 RMin 和 RMax 设 置 : 请 从 Build( 构 建 ) 菜 单 中 选 择 Fixed Spheres( 固 定 操 作 范 围 ) 命 令 打 开 相 应 的 对 话 框 请 将 RMin 和 RMax 分 别 设 置 为 0 和 5-- 埃 --, 点 击 OK( 确 定 ) 后 DIAMOND 将 按 设 置 添 加 新 的 原 子 然 后 请 点 击 底 部 工 具 栏 中 Fill Coordination Spheres( 填 充 配 位 层 ) 按 钮 右 侧 的 向 下 箭 头, 然 后 选 择 Fill Fixed Spheres Directly( 直 接 填 充 固 定 范 围 ),DIAMOND 将 再 次 根 据 已 设 定 的 搜 索 半 径 搜 索 相 邻 原 子 重 复 上 述 操 作, 这 时 您 将 得 到 与 图 80 类 似 的 结 构 图 接 下 来 您 还 需 要 为 新 创 建 的 原 子 添 加 多 面 体 : 请 从 Build/Polyhedra( 构 建 / 多 面 体 ) 子 菜 单 中 选 择 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 命 令 打 开 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 在 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 中, 请 将? 原 子 选 择 为 中 心 原 子, SiAl 原 子 选 择 为 配 位 原 子 将 多 面 体 范 围 设 定 为 Fixed( 固 定 ), 其 中 RMin 和 RMax 分 别 设 置 为 1 和 5 您 的 对 话 框 设 置 应 该 与 图 81 一 致

60 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 51 此 外 我 们 还 将 调 整 多 面 体 的 设 计, 请 点 击 对 话 框 右 侧 的 Design...( 设 计 ) 按 钮 在 Polyhedron Design( 多 面 体 设 计 ) 对 话 框 中, 请 根 据 图 82 调 整 相 应 设 置 之 后 请 切 换 到 Others( 其 他 ) 标 签 并 将 Ligand atoms reducing factor( 配 位 原 子 折 合 系 数 ) 更 改 为 0.01 该 系 数 将 缩 小 多 面 体 顶 点 处 所 有 原 子 的 尺 寸, 使 这 些 原 子 变 得 相 对 不 可 见 但 是 还 能 够 进 行 选 择 操 作 最 后 请 选 中 对 话 框 底 部 的 Default for new polyhedra( 以 上 设 置 作 为 新 建 多 面 体 的 默 认 设 置 ) 并 点 击 OK( 确 定 ) 当 您 返 回 Add Polyhedra( 添 加 多 面 体 ) 对 话 框 之 后 请 继 续 点 击 OK( 确 定 ) 按 钮, 随 后 DIAMOND 将 创 建 多 面 体 ( 图 83) 图 80: 在 原 有 基 础 上 又 添 加 了 三 个 配 位 层 图 81: 我 们 希 望 以? 原 子 ( 哑 原 子 ) 为 中 心 创 建 多 面 体, 以 距 哑 原 子 1 至 5 Å 范 围 内 的 SiAl 作 为 配 位 原 子 到 此 为 止, 我 们 已 经 完 成 了 结 构 模 型 的 构 建, 现 在 我 们 应 该 考 虑 一 下 如 何 展 示 结 构 模 型 : 我 们 希 望 开 始 从 远 处 查 看 结 构 模 型, 然 后 朝 向 结 构 模 型 正 面 的 孔 状 结 构 拉 近 视 角 直 到 能 够 清 楚 地 看 到 中 心 原 子 为 了 实 现 这 一 目 标 我 们 首 先 需 要 更 改 几 项 与 视 角 有 关 的 设 置 : 请 从 Picture ( 图 像 ) 菜 单 中 选 择 Representation...( 绘 图 设 置 ) 命 令, 在 弹 出 的 对 话 框 中 请 切 换 到 第 二 个 标 签 Projection( 投 影 ) 您 应 该 将 投 影 模 式 从 普 通 的 平 行 投 影 切 换 到 中 心 投 影 除 此 之 外, 请 将 照 相 机 距 离 设 定 为 30 cm( 图 84), 然 后 请 点 击 OK( 确 定 ) 关 闭 对 话 框

61 52 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 现 在 您 就 可 以 开 始 视 频 录 制 操 作 了 : 请 从 Tools/Video Sequence( 工 具 / 视 频 ) 子 菜 单 中 选 择 Start recording( 开 始 录 制 ) 命 令, 或 者 直 接 点 击 顶 部 工 具 栏 上 的 Record( 录 制 ) 按 钮 现 在 开 始 您 必 须 非 常 谨 慎 地 进 行 操 作 : 每 次 DIAMOND 更 新 的 结 构 图 都 会 被 添 加 到 正 在 录 制 的 视 频 中 您 无 法 在 DIAMOND 中 删 除 视 频 文 件 中 的 个 别 图 像 如 果 您 希 望 进 行 此 类 编 辑 操 作, 我 们 建 议 您 使 用 Windows Movie Maker 等 视 频 编 辑 软 件 现 在 我 们 将 逐 步 拉 近 视 角 观 察 晶 体 内 部 结 构 正 常 情 况 下 ( 即 非 录 制 模 式 ), 您 可 以 在 底 部 工 具 栏 激 活 相 应 跟 踪 模 式 后 用 鼠 标 进 行 该 操 作, 但 是 事 实 上 由 于 您 基 本 无 法 保 证 鼠 标 以 恒 定 的 速 度 移 动, 因 此 这 种 方 式 并 不 适 用 于 视 频 录 制 在 视 频 录 制 操 作 中, 我 们 建 议 您 使 用 键 盘 控 制, 这 是 因 为 每 次 按 键 操 作 的 步 长 是 恒 定 的 图 82: 请 使 用 图 示 的 多 面 体 设 计 设 置 图 83: 扩 展 后 的 八 面 沸 石 结 构 您 可 以 使 用 键 盘 右 侧 数 字 键 盘 区 的 7 键 进 行 walk in( 拉 近 ) 操 作 此 时, 请 确 保 您 已 经 打 开 数 字 键 盘 锁 (Numlock)! 现 在 请 按 下 数 字 键 盘 区 的 7 键 ; 您 会 发 现 结 构 模 型 将 向 您 靠 近 一 些 请 重 复 按 键 28 次 直 到 您 看 到 中 心 位 置 β 笼 的 中 心 原 子 ( 哑 原 子 ) 请 您 务 必 等 到 DIAMOND 完 成 结 构 图 更 新 之 后 再 进 行 下 一 次 按 键 操 作 ( 窗 口 底 部 状 态 栏 将 显 示 更 新 进 度 指 示 条 )

62 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 53 DIAMOND 提 供 两 种 步 长 标 准 : 正 常 情 况 下, 步 进 步 长 为 1 cm 如 果 您 还 想 得 到 更 流 畅 的 运 动 画 面, 那 么 您 可 以 选 择 0.2 cm 步 长 您 可 以 使 用 <Ctrl+7> 组 合 键 切 换 到 较 短 的 步 长 模 式 现 在 我 们 将 停 止 拉 近 操 作 ; 但 是 我 们 最 好 还 能 多 添 加 一 些 中 心 原 子 的 图 像, 这 样 的 话 在 视 频 结 尾 最 后 一 幅 图 像 可 以 持 续 显 示 一 段 时 间 您 只 需 要 按 键 盘 上 的 F5 键 刷 新 当 前 结 构 图 即 可, 请 重 复 该 操 作 就 约 10 次 到 此 为 止 我 们 已 经 完 成 了 全 部 录 制 工 作 ; 现 在 您 可 以 从 Tools/Video Sequence( 工 具 / 视 频 ) 子 菜 单 中 选 择 Stop...( 停 止 录 制 ) 命 令, 或 者 直 接 点 击 顶 部 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 来 结 束 录 制 模 式 随 后 将 弹 出 一 个 对 话 框 询 问 您 对 录 制 好 的 结 构 图 视 频 的 下 一 步 操 作 选 择 ( 图 85) 您 能 够 选 择 生 成 可 以 直 接 导 入 PowerPoint 的 AVI 文 件 或 者 可 以 导 入 Ulead GIF animator 等 视 频 制 作 软 件 的 一 系 列 单 独 图 像 文 件 图 84: 将 投 影 模 式 切 换 为 中 心 投 影 后, 能 够 在 透 视 视 角 下 拉 近 画 面 图 85: 在 图 示 对 话 框 中, 您 可 以 选 择 对 录 制 完 的 结 构 图 视 频 进 行 的 下 一 步 操 作 我 们 希 望 直 接 生 成 AVI 文 件, 因 此 请 选 择 第 一 个 选 项 我 们 建 议 您 使 用 Preview( 预 览 ) 功 能 检 查 一 下 相 应 组 合 框 中 提 供 的 所 谓 Compression handler( 压 缩 处 理 程 序 ) 是 否 能 够 完 成 您 的 请 求 现 在 请 点 击 Preview...( 预 览 ) 按 钮, 如 果 您 收 到 错 误 信 息 ( 例 如 提 示 Video Stream Compressor rejected the bitmap format( 视 频 流 压 缩 器 拒 绝 位 图 格 式 ) 等 ), 您 应 该 另 选 其 他 压 缩 处 理 程 序 或 者 选 择 <no compression( 无 压 缩 处 理 )> 当 然, 由 于 未 经 压 缩 生 成 的 视 频 文 件 体 积 非 常 大, 因 此 只 有 在 所 有 压 缩 处 理 程 序 都 无 法 正 常 工 作 的 情 况 下 我 们 才 建 议 您 选 择 <no compression( 无 压 缩 处 理 )>

63 54 DIAMOND 教 程 B: 高 级 示 例 当 您 选 择 好 合 适 的 压 缩 处 理 程 序 且 对 预 览 结 果 也 满 意 的 情 况 下, 您 应 该 点 击 File name... ( 文 件 名 ) 按 钮 定 义 生 成 AVI 文 件 的 文 件 名 和 写 入 文 件 夹 点 击 对 话 框 底 部 的 OK( 确 定 ) 后,DIAMOND 将 开 始 生 成 AVI 文 件, 完 成 后 关 闭 对 话 框 一 切 就 这 么 简 单! 双 击 AVI 文 件 图 标 即 可 在 播 放 器 中 ( 前 提 条 件 是 您 的 计 算 机 上 安 装 了 支 持 扩 展 名 为.avi 文 件 的 相 关 软 件 ) 观 看 视 频 当 然 您 还 可 以 利 用 DIAMOND 录 制 更 加 精 美 的 视 频 如 果 您 希 望 在 视 频 文 件 的 连 续 两 幅 图 片 之 间 进 行 更 多 的 操 作, 一 般 来 说 您 必 须 暂 停 录 制 模 式 ( 点 击 顶 部 工 具 栏 上 的 Pause/Continue( 暂 停 / 继 续 ) 按 钮 即 可 ) 下 面 这 个 例 子 或 许 对 您 能 够 有 所 启 发 : 我 们 在 拉 近 图 像 的 同 时 使 结 构 模 型 沿 z 轴 ( 即 垂 直 且 指 向 屏 幕 平 面 外 的 旋 转 轴 ) 旋 转 打 开 Picture/Representation...( 图 像 / 绘 图 设 置 ) 对 话 框 并 将 第 二 个 标 签 中 的 Camera distance ( 照 相 机 距 离 ) 重 新 设 定 为 30 cm 使 结 构 图 显 示 返 回 到 视 频 录 制 的 起 点 然 后 请 点 击 工 具 栏 上 的 相 应 按 钮 开 始 录 制 视 频 在 录 制 模 式 下, 请 重 复 下 列 操 作 直 到 您 能 够 看 到 中 心 原 子 : 1. 按 数 字 键 盘 区 的 7 键 使 结 构 模 型 拉 近 一 步 ( 请 打 开 NumLock 锁 定!) 2. 点 击 工 具 栏 上 的 Pause/Continue( 暂 停 / 继 续 ) 按 钮 暂 停 录 制 操 作 3. 按 键 盘 上 的 <PgUp> 键 使 结 构 模 型 绕 z 轴 旋 转 一 步 4. 点 击 工 具 栏 上 的 Pause/Continue( 暂 停 / 继 续 ) 按 钮 继 续 录 制 操 作 请 再 次 注 意 务 必 等 到 DIAMOND 完 成 结 构 图 更 新 之 后 再 进 行 下 一 次 按 键 操 作 当 您 看 到 中 心 原 子 之 后, 请 重 复 刷 新 ( 按 F5 键 ) 最 后 一 幅 图 像 约 10 次 最 后 请 按 Stop( 停 止 ) 按 钮 并 按 前 述 操 作 生 成 AVI 文 件 当 您 完 成 视 频 录 制 之 后, 或 许 应 该 切 换 回 更 适 合 正 常 结 构 研 究 的 平 行 投 影 模 式 ( 菜 单 Picture/Representation...( 图 像 / 绘 图 设 置 ) )

64 寻 求 帮 助 55 寻 求 帮 助 除 了 本 手 册 中 的 教 程 部 分, 我 们 强 烈 建 议 您 参 考 DIAMOND 十 分 详 尽 的 在 线 帮 助 功 能 在 线 帮 助 系 统 为 您 提 供 多 种 方 式 的 支 持 : 在 链 接 的 引 导 下 进 行 连 续 深 入 阅 读 上 下 文 相 关 帮 助 基 于 索 引 编 撰 检 索 任 意 关 键 词 ( 自 由 文 本 检 索 ) 如 果 您 希 望 获 得 上 下 文 相 关 帮 助, 请 按 键 盘 上 的 F1 键 DIAMOND 将 根 据 您 的 操 作 现 状 ( 如 打 开 某 个 对 话 框 或 者 选 中 某 个 菜 单 选 项 ) 显 示 帮 助 文 本 如 果 没 有 打 开 对 话 框 或 者 选 中 菜 单 选 项, 按 F1 键 一 般 会 打 开 当 前 鼠 标 指 针 所 在 程 序 窗 口 部 分 ( 如 工 具 栏 ) 的 帮 助 页 点 击 DIAMOND 窗 口 顶 部 主 工 具 栏 中 的 Help mode( 帮 助 模 式 ) 按 钮 将 激 活 Help mode ( 帮 助 模 式 ) 这 种 特 殊 工 作 模 式 您 还 可 以 通 过 另 一 种 方 法 获 得 上 下 文 相 关 帮 助 : 当 您 激 活 Help mode( 帮 助 模 式 ) 之 后, 鼠 标 指 针 将 变 为 带 有 问 号 的 标 准 箭 头 形 式 在 帮 助 模 式 下, 点 击 DIAMOND 窗 口 内 的 某 个 项 目, 如 衍 射 图 样 或 者 工 具 栏, 即 可 获 得 上 下 文 相 关 帮 助 当 您 获 得 帮 助 后, 帮 助 模 式 将 自 动 结 束 DIAMOND 还 提 供 几 种 所 谓 助 手 功 能 来 指 导 您 进 行 绘 制 图 片 操 作 ( 如 Picture/Guidance ( 图 像 / 向 导 ) 菜 单 下 提 供 的 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) ) 19 一 般 情 况 下 按 键 盘 键 F1 即 可 打 开 DIAMOND 在 线 帮 助

65 56 技 术 支 持 技 术 支 持 为 防 止 您 在 使 用 DIAMOND 的 时 候 遇 到 麻 烦, 请 您 注 意 以 下 几 点 提 示 : 如 果 您 不 知 道 如 何 在 某 个 对 话 框 中 进 行 操 作, 请 仔 细 阅 读 对 话 框 中 的 所 有 信 息, 确 定 理 解 各 按 钮 输 入 区 域 以 及 列 表 等 的 含 义 注 意 观 察 各 功 能 的 组 织 结 构 和 对 话 框 标 题 按 F1 键 查 看 帮 助 文 件, 请 尤 其 要 仔 细 阅 读 Note:( 注 意 ) 下 的 内 容, 并 留 意 帮 助 跳 转 条 目 在 帮 助 索 引 中 查 找 合 适 的 关 键 词 并 在 帮 助 查 找 中 搜 索 所 有 相 关 的 内 容 如 果 您 不 知 道 下 拉 菜 单 中 某 个 命 令 的 功 能, 请 将 鼠 标 指 针 移 动 到 该 命 令 的 位 置 并 按 F1 键, 随 后 将 打 开 该 命 令 的 帮 助 页 如 果 您 无 法 找 到 某 个 命 令, 请 使 用 帮 助 索 引 ( 即 DIAMOND 软 件 帮 助 窗 口 的 索 引 标 签 ) 按 字 母 顺 序 查 看 帮 助 条 目 访 问 DIAMOND 更 新 页 面 : 该 页 面 提 供 最 新 版 的 在 线 帮 助 文 件 示 例 文 件 和 可 执 行 文 件 及 DLL 文 件 软 件 补 丁 如 果 您 在 该 页 面 找 不 到 需 要 的 帮 助, 或 者 遇 到 了 由 软 件 错 误 ( 所 谓 bug ) 引 起 的 问 题, 请 通 过 与 我 们 联 系 :[email protected] 或 者 发 送 传 真 到 或 者 致 信 : Crystal Impact GbR Rathausgasse 30 D Bonn Germany

66 附 录 57 附 录 软 件 安 装 在 您 安 装 运 行 DIAMOND 之 前, 请 检 查 以 下 事 项 最 低 系 统 要 求 : Microsoft Windows 98,ME,2000,XP 或 者 Vista 操 作 系 统 ( 即 将 支 持 NT 4.0) Microsoft Internet Explorer 5.01 或 更 高 版 本 64 MB RAM 100 MB 剩 余 磁 盘 空 间 32,768 色 ( 高 彩 )1024 x 768 图 形 分 辨 率 请 在 CD-ROM 驱 动 器 中 插 入 DIAMOND CD 并 等 待 几 秒 钟 ;DIAMOND 安 装 向 导 程 序 将 自 动 启 动 随 后, 请 点 击 DIAMOND 图 标 到 Install Diamond( 安 装 Diamond), 此 时 DIAMOND 实 际 安 装 程 序 将 启 动 并 引 导 您 完 成 安 装 过 程 请 按 屏 幕 提 示 进 行 操 作 如 果 在 您 插 入 DIAMOND 安 装 光 盘 一 段 时 间 后 安 装 向 导 程 序 没 有 自 动 启 动, 请 打 开 Windows 文 件 浏 览 器, 右 键 点 击 CD-ROM 图 标, 然 后 选 择 Autoplay( 自 动 播 放 ) 当 您 安 装 DIAMOND 完 毕 之 后, 还 应 该 安 装 支 持 实 景 图 像 绘 制 的 POV-RayTM( 如 果 您 还 没 有 安 装 的 话 ) 请 按 照 以 下 指 示 操 作 : 在 线 更 新 DIAMOND 可 以 在 新 版 本 发 布 之 后 自 动 下 载 升 级 文 件 并 更 新 软 件 DIAMOND 会 连 接 到 Crystal Impact 服 务 器 并 把 当 前 安 装 的 软 件 版 本 与 服 务 器 上 提 供 的 最 新 版 本 进 行 比 较 为 了 实 现 自 动 更 新 功 能, 您 的 计 算 机 必 须 连 接 到 Internet 如 果 您 的 计 算 机 没 有 连 接 到 Internet, DIAMOND 会 在 继 续 操 作 前 提 醒 您 进 行 连 接 如 果 DIAMOND 在 服 务 器 上 找 到 了 最 新 版 本 的 软 件, 您 将 会 看 到 了 新 版 本 软 件 更 新 和 改 进 列 表, 然 后 DIAMOND 会 询 问 您 是 否 下 载 相 应 更 新 当 您 确 定 进 行 更 新 并 且 下 载 完 相 应 文 件 之 后,DIAMOND 会 要 求 您 关 闭 所 有 本 程 序 窗 口 以 便 更 新 程 序 进 行 文 件 替 换 操 作 更 新 操 作 完 成 后,DIAMOND 将 重 新 启 动, 这 时 您 可 以 检 查 软 件 是 否 已 经 成 功 更 新, 即 从 Help ( 帮 助 ) 菜 单 中 选 择 About Diamond...( 关 于 Diamond) 命 令 并 在 弹 出 窗 口 中 检 查 版 本 号 和 更 新 日 期 按 照 默 认 设 置,DIAMOND 将 在 每 次 启 动 时 自 动 连 接 到 Crystal Impact 服 务 器 检 查 更 新 如 果 您 希 望 禁 用 该 功 能 ( 例 如 您 没 有 一 直 在 线 的 Internet 连 接 ), 请 在 Tools/Options( 工 具 / 选 项 ) 对 话 框 中 的 Desktop( 桌 面 ) 标 签 中, 取 消 Check for available updates when starting ( 启 动 时 检 查 可 用 更 新 ) 前 面 的 对 勾 即 可 如 果 您 禁 用 了 Check for available updates when starting( 启 动 时 检 查 可 用 更 新 ) 功 能, 您 可 以 从 Help( 帮 助 ) 菜 单 中 选 择 Online updates( 在 线 更 新 ) 命 令 来 进 行 手 动 更 新, 过 程 与 前 述 的 自 动 更 新 完 全 相 同

67 58 附 录 安 装 POV-Ray TM 您 可 以 通 过 直 接 点 击 DIAMOND 安 装 向 导 程 序 中 的 相 应 图 标 或 者 双 击 DIAMOND 安 装 光 盘 POV-Ray 文 件 夹 中 的 povwin36.exe 文 件 来 安 装 POV-Ray TM 如 果 您 想 使 用 自 行 下 载 的 安 装 文 件, 请 双 击 相 应 文 件 图 标 即 可 此 时 POV-Ray TM 安 装 程 序 将 启 动 并 引 导 您 完 成 安 装 过 程 请 按 屏 幕 提 示 进 行 操 作 如 果 您 已 经 安 装 了 POV-Ray TM, 那 么 您 可 能 需 要 告 知 DIAMOND 已 安 装 的 POV-Ray TM 所 在 文 件 夹 如 果 必 要 的 话 DIAMOND 也 会 要 求 您 提 供 相 关 信 息 恢 复 工 厂 设 置 如 果 您 的 同 事 和 您 在 同 一 台 计 算 机 上 使 用 DIAMOND, 您 可 能 经 常 会 希 望 把 DIAMOND 恢 复 到 默 认 设 置 如 果 您 是 初 学 者 并 且 希 望 按 照 教 程 学 习 使 用 DIAMOND, 那 么 您 也 最 好 将 DIAMOND 恢 复 到 默 认 设 置 为 了 将 所 有 选 项 和 设 置 恢 复 到 Crystal Impact 的 初 始 设 定 20, ( factory settings( 工 厂 设 置 ) ), 请 先 启 动 DIAMOND 21, 然 后 从 Tools( 工 具 ) 菜 单 中 选 择 Reset Settings...( 恢 复 默 认 设 置 ) 命 令, 这 时 会 弹 出 提 示 DIAMOND 即 将 关 闭 的 对 话 框, 请 点 击 OK( 确 定 ) 并 同 意 Close application now?( 是 否 现 在 关 闭 程 序?) 提 示 最 后 将 重 新 启 动 DIAMOND, 此 时 将 和 初 始 安 装 后 的 设 置 完 全 一 致 20 启 动 DIAMOND 的 方 法 : 首 先 点 击 Windows 的 Start( 开 始 ) 按 钮, 然 后 从 Program( 程 序 ) 中 选 择 Diamond 3 文 件 夹, 最 后 点 击 Diamond 21 如 果 您 的 计 算 机 上 还 没 有 安 装 DIAMOND, 请 先 阅 读 第 57 页 的 安 装 指 南 并 按 提 示 操 作 当 然 在 这 种 情 况 下 您 无 需 进 行 恢 复 工 厂 设 置 操 作

68 附 录 59 Diamond 2 用 户 必 读 虽 然 Diamond 3 的 基 本 设 计 理 念 和 最 常 用 操 作 都 没 有 发 生 变 化, 但 是 Diamond 2 的 老 用 户 还 是 能 够 发 现 很 多 新 增 功 能 特 性 : 单 个 文 档 支 持 多 组 晶 体 结 构 数 据 和 多 幅 结 构 图 在 Diamond 3 中, 您 将 不 再 局 限 于 一 个 文 档 只 能 对 应 一 组 晶 体 结 构 数 据 或 者 一 组 晶 体 结 构 数 据 只 能 对 应 一 幅 晶 体 结 构 图 的 状 况 : 您 可 以 为 一 组 晶 体 结 构 数 据 绘 制 无 限 多 幅 结 构 图 除 此 之 外, 您 可 以 在 单 个 文 档 中 同 时 处 理 几 组 晶 体 结 构 数 据 及 其 对 应 的 结 构 图 DIAMOND 还 新 增 了 导 航 功 能 ( Navigator( 导 航 器 ) 和 Navigation bar( 导 航 栏 ), 详 见 下 文 ) 以 便 您 清 楚 了 解 当 前 位 置 和 切 换 选 择 导 航 树 所 谓 Navigation Tree( 导 航 树 ) 功 能 将 能 提 供 当 前 文 档 中 所 有 晶 体 结 构 数 据 和 结 构 图 的 层 次 化 总 览 您 可 以 从 View( 查 看 ) 菜 单 中 选 择 Navigation( 导 航 ) 命 令 来 打 开 导 航 树 视 图 如 果 您 点 击 导 航 树 上 的 某 片 树 叶 ( 子 页 面 ), 主 窗 口 将 会 显 示 相 应 视 图 如 果 您 点 击 某 树 枝 ( 子 目 录 ) 则 会 得 到 当 前 目 录 下 所 有 视 图 / 数 据 的 总 览 例 如, 如 果 您 点 击 窗 口 顶 部 的 文 档 名 称 ( 即 所 谓 文 档 级 ), 程 序 主 窗 口 将 显 示 该 文 档 中 所 有 晶 体 结 构 的 总 览 如 果 您 点 击 晶 体 结 构 名 称 ( 晶 体 结 构 级 ), 程 序 主 窗 口 将 显 示 晶 体 结 构 数 据 及 基 于 该 组 数 据 绘 制 的 所 有 晶 体 结 构 图 的 总 览 下 面 还 将 详 细 介 绍 能 为 单 个 晶 体 结 构 提 供 类 似 总 览 功 能 的 所 谓 Navigation bar( 导 航 栏 ) 当 您 希 望 在 单 个 文 档 中 管 理 多 组 晶 体 结 构 数 据 和 多 幅 晶 体 结 构 图 时, 导 航 树 功 能 就 显 得 尤 其 有 用 另 一 方 面, 在 您 只 处 理 一 组 晶 体 结 构 数 据 并 仅 绘 制 一 幅 晶 体 结 构 图 的 时 候, 导 航 树 功 能 就 派 不 上 多 大 用 场 因 此,DIAMOND 默 认 设 置 为 不 显 示 导 航 树 您 可 以 从 View( 查 看 ) 菜 单 中 选 择 Navigation( 导 航 ) 命 令, 或 者 按 键 盘 上 的 <Alt+N> 组 合 键 来 打 开 导 航 树 视 图 导 航 栏 所 谓 Navigation bar( 导 航 栏 ) 位 于 DIAMOND 工 作 区 域 ( 即 显 示 结 构 图 的 窗 口 ) 的 顶 部 您 可 以 通 过 导 航 栏 十 分 快 捷 地 查 看 当 前 晶 体 结 构 ( 晶 体 结 构 级 ) 下 的 所 有 项 目 ( 结 构 总 览 数 据 表 距 离 和 角 度 分 析 粉 末 衍 射 图 样 以 及 所 有 晶 体 结 构 图 ) 通 过 点 击 导 航 栏 上 的 相 应 图 标 / 文 字, 您 可 以 在 不 同 视 图 之 间 快 速 切 换 如 果 您 点 击 最 左 侧 的 文 档 名 称, 程 序 主 窗 口 将 显 示 该 文 档 中 所 有 晶 体 结 构 的 总 览 ( 文 档 级 ) 如 果 您 点 击 文 档 名 称 右 侧 的 晶 体 结 构 名 称, 程 序 主 窗 口 将 显 示 晶 体 结 构 数 据 及 基 于 该 组 数 据 绘 制 的 所 有 晶 体 结 构 图 的 总 览 与 Navigation Tree( 导 航 树 ) 功 能 不 同 的 是, 导 航 栏 将 一 直 显 示 在 程 序 窗 口 中, 而 且 无 法 隐 藏 自 动 绘 制 结 构 图 在 Diamond 2 中, 导 入 或 者 输 入 晶 体 结 构 数 据 之 后 将 直 接 得 到 一 幅 空 白 结 构 图, 但 是 新 版 本 DIAMOND 可 以 在 导 入 或 者 输 入 晶 体 结 构 数 据 之 后 自 动 绘 制 图 像 DIAMOND 可 以 填 充 特 定 晶 胞 范 围 并 根 据 当 前 连 接 性 设 置 连 接 原 子 ( 第 3 页 )

69 60 附 录 结 构 图 绘 制 助 手 即 使 您 是 个 DIAMOND 初 学 者, 您 也 可 以 在 所 谓 Structure Picture Creation Assistant( 结 构 图 绘 制 助 手 ) 的 帮 助 下 绘 制 非 常 漂 亮 的 晶 体 结 构 图 ( 第 9 页 ) 此 项 功 能 将 引 导 您 完 成 绘 制 和 设 计 图 像 的 各 个 步 骤, 例 如 添 加 原 子 绘 制 堆 积 图 创 建 分 子 填 充 晶 胞 范 围 创 建 多 面 体 定 义 原 子 和 化 学 键 设 计 定 义 结 构 图 布 局 ( 如 位 图 或 者 A4 尺 寸 ) 定 义 初 始 查 看 方 向 以 及 其 他 更 多 选 项 请 注 意 结 构 图 绘 制 助 手 功 能 不 仅 可 以 在 绘 制 新 图 片 时 使 用, 甚 至 还 可 以 在 修 改 已 有 图 片 时 使 用 自 动 构 建 和 构 建 方 案 如 果 您 经 常 需 要 绘 制 类 似 化 合 物 的 晶 体 结 构 图, 您 可 能 会 非 常 期 待 这 项 功 能 : 您 可 以 定 义 包 括 填 充 晶 胞 范 围 大 小 多 面 体 中 心 原 子 等 很 多 设 置 信 息 在 内 的 所 谓 构 建 方 案 之 后 您 只 要 应 用 相 应 构 建 方 案 即 可 立 即 完 成 结 构 模 型 构 建 操 作 例 如, 您 可 以 定 义 SiO2 构 建 方 案, 规 定 在 每 个 方 向 填 充 两 个 晶 胞 并 以 Si 原 子 为 中 心 创 建 多 面 体 然 后 您 可 以 从 菜 单 中 选 择 该 构 建 方 案 将 相 关 设 置 直 接 应 用 于 该 化 合 物 的 各 种 多 形 体 ( 例 如 石 英 方 晶 石 以 及 柯 石 英 等 ) DIAMOND 还 提 供 一 个 类 似 的 Auto-Update( 自 动 更 新 ) 功 能 : 如 果 您 启 动 该 功 能, 那 么 当 您 修 改 重 要 晶 体 结 构 参 数 ( 如 空 间 群 ) 导 致 结 构 图 受 到 破 坏 后, 您 可 以 立 即 重 新 绘 制 晶 体 结 构 图 粉 末 衍 射 图 样 DIAMOND 将 自 动 计 算 生 成 DIAMOND 文 档 中 每 组 晶 体 数 据 的 粉 末 衍 射 图 样 您 可 以 点 击 结 构 图 顶 部 导 航 栏 上 的 Powder pattern( 粉 末 衍 射 图 样 ) 按 钮 查 看 相 应 晶 体 结 构 的 Powder pattern( 粉 末 衍 射 图 样 ) 视 图 除 粉 末 衍 射 图 样 之 外,DIAMOND 还 将 提 供 独 立 反 射 列 表, 包 括 每 个 独 立 反 射 的 所 有 信 息, 即 2theta 层 间 距 反 射 强 度 和 hkl 值 等 衍 射 图 样 计 算 的 各 种 参 数 ( 辐 射 源 波 长 LP 修 正 以 及 峰 型 函 数 等 ) 以 及 图 样 ( 标 尺 颜 色 等 ) 均 可 以 调 整 属 性 面 板 按 照 默 认 设 置, 当 您 创 建 新 的 DIAMOND 文 档 的 时 候, 程 序 窗 口 将 不 仅 显 示 结 构 图 和 所 谓 的 Data Brief( 数 据 摘 要 ) ( 与 Diamond 2 中 的 Data sheet( 数 据 表 格 ) 类 似 ), 还 将 在

70 附 录 61 右 下 部 显 示 Properties pane( 属 性 面 板 ), 提 供 当 前 结 构 图 和 当 前 选 中 对 象 的 各 方 面 信 息, 如 结 构 图 内 容 结 构 图 中 的 自 创 原 子 选 中 的 对 象 选 中 原 子 间 的 距 离 选 中 原 子 的 线 性 度 / 平 面 度 等 POV-Ray TM 支 持 在 新 版 本 DIAMOND 中, 您 可 以 绘 制 结 构 模 型 的 实 景 图 像 您 可 以 定 义 原 子 化 学 键 等 的 材 料 属 性 ( textures( 材 质 ), 包 括 金 属 玻 璃 木 材 以 及 石 头 等 此 外 您 还 可 以 定 义 背 景 图 片 和 底 层 图 片 以 突 出 图 像 的 三 维 显 示 效 果 ( 第 43 页 ) 如 果 您 熟 悉 POV-Ray TM 的 操 作, 您 还 可 以 在 POV-Ray TM 环 境 中 直 接 编 辑 由 DIAMOND 生 成 的 场 景 文 件 视 频 录 制 现 在 您 希 望 向 听 众 展 示 晶 体 结 构 时, 将 不 必 再 局 限 于 静 态 图 像 : 在 新 版 DIAMOND 中, 您 可 以 录 制 视 频 ( 第 49 页 )( 即 所 谓 AVI 文 件 ) 导 入 Microsoft PowerPoint 或 者 直 接 观 看 ( 例 如 使 用 Microsoft Media Player) 视 频 中 可 以 轻 易 实 现 flights( 飞 行 ) 特 效 或 者 深 入 观 察 结 构 模 型, 视 觉 感 染 力 大 大 超 过 简 单 的 静 态 图 片 此 外 您 还 可 以 将 从 头 开 始 一 步 步 构 建 结 构 模 型 的 过 程 录 制 成 视 频, 便 于 听 众 更 容 易 地 理 解 晶 体 构 造 原 理 扩 展 几 何 功 能 DIAMOND 3 中 新 增 的 几 何 功 能 便 于 您 测 量 涉 及 平 面 和 直 线 对 象 的 距 离 和 角 度 ( 第 21 页 ) 此 外,DIAMOND 还 能 计 算 所 选 原 子 组 偏 离 理 想 直 线 或 平 面 的 程 度 改 进 的 菜 单 结 构 DIAMOND 3 除 了 新 增 了 很 多 功 能 特 性, 还 重 组 了 菜 单 结 构 现 在 的 菜 单 结 构 变 得 更 加 直 观 合 理, 与 前 一 版 本 相 比 您 可 以 更 容 易 地 找 到 某 项 命 令 (ENDEAVOUR 用 户 将 感 到 无 比 亲 切!) 下 面 列 出 了 菜 单 结 构 总 览 : 文 件 打 开 保 存 以 及 打 印 文 件, 与 大 多 数 Windows 程 序 类 似 编 辑 剪 切 / 复 制 / 粘 贴, 选 择 命 令, 撤 销 / 重 做 查 看 显 示 或 隐 藏 特 定 窗 口 或 面 板, 如 粉 末 衍 射 图 像 或 者 所 谓 Navigator( 导 航 器 ) 结 构 定 义 或 修 改 晶 体 结 构 数 据 图 像 定 义 或 修 改 图 像 设 计, 包 括 颜 色 布 局 以 及 模 型 等 构 建 创 建 或 修 改 结 构 图 中 的 原 子 化 学 键 等 对 象 创 建 或 修 改 标 签 直 线 或 平 面 等 抽 象 对 象 移 动 旋 转 或 者 平 移 结 构 图, 拉 近 / 拉 远

71 62 附 录 工 具 几 何 分 析 ( 例 如 测 量 距 离 和 角 度 等 ),POV-Ray 以 及 视 频 录 制 等 窗 口 管 理 文 档 窗 口, 与 大 多 数 Windows 程 序 类 似 帮 助 打 开 在 线 帮 助 或 者 教 程 手 册 其 他 改 进 除 了 上 面 提 到 的 主 要 改 进 以 外,Diamond 3 还 包 含 了 大 量 的 次 要 改 进, 我 们 也 将 在 这 里 列 出 凡 在 教 程 手 册 中 介 绍 的 新 特 性, 我 们 将 提 供 相 应 的 参 考 页 码 其 他 功 能 请 通 过 在 线 帮 助 ( 按 F1 键 打 开 ) 详 细 了 解 原 子 间 距 统 计 数 据 Connectivity( 连 接 性 ) 对 话 框 将 在 背 景 位 置 显 示 摘 取 自 ICSD 数 据 库 的 原 子 间 距 统 计 数 据, 便 于 设 定 成 键 的 Dmin 和 Dmax 值 氢 键 您 可 以 通 过 自 定 义 的 氢 键 判 断 条 件 在 结 构 模 型 中 添 加 氢 键 ( 第 32 页 ) 拉 近 图 像 您 现 在 不 仅 可 以 从 远 处 查 看 结 构 模 型, 还 可 以 深 入 观 察 晶 体 内 部 结 构 ( 第 51 页 ) 套 索 选 取 工 具 如 果 您 希 望 同 时 选 择 无 法 用 矩 形 选 框 覆 盖 的 部 分 原 子 或 化 学 键, 那 么 您 可 以 通 过 套 索 工 具 画 一 条 闭 合 曲 线 来 完 成 操 作 规 定 区 域 填 充 您 现 在 不 仅 可 以 填 充 晶 胞 晶 胞 范 围 或 者 配 位 层, 还 可 以 填 充 自 定 义 结 构 范 围 例 如, 当 您 希 望 绘 制 Cu 晶 体 的 [111] 表 面 结 构 图 时 这 项 功 能 就 会 非 常 有 用 原 子 矢 量 您 可 以 为 每 个 原 子 添 加 相 应 的 原 子 矢 量, 按 用 户 定 义 的 方 向 指 示 借 助 该 功 能, 您 可 以 将 原 子 自 旋 方 向 可 视 化 处 理 平 面 和 直 线 工 具 结 构 图 中 将 支 持 显 示 平 面 以 及 直 线 等 抽 象 对 象 除 此 之 外, 您 也 可 以 借 助 平 面 和 直 线 工 具 进 行 几 何 分 析 移 除 / 添 加 平 移 对 称 操 作 您 现 在 可 以 通 过 移 除 某 幅 结 构 图 的 平 移 对 称 操 作 在 当 前 文 档 中 生 成 新 的 结 构 图, 在 新 结 构 图 中 晶 体 结 构 模 型 将 作 为 单 个 分 子 显 示 这 项 功 能 在 您 将 来 自 不 同 晶 体 结 构 图 的 结 构 碎 片 整 合 到 同 一 幅 图 像 中 时 ( 例 如 进 行 结 构 对 比 ) 非 常 有 用 复 制 / 粘 贴 结 构 碎 片 您 可 以 从 一 幅 结 构 图 中 复 制 所 选 结 构 碎 片 到 另 一 副 结 构 图 中 如 果 这 两 幅 结 构 图 来 自 不 同 的 晶 体 结 构 数 据,DIAMOND 将 在 当 前 文 档 中 生 成 一 幅 不 带 有 任 何 平 移 或 其 他 对 称 操 作 属 性 的 新 结 构 图 然 后 您 可 以 通 过 鼠 标 或 相 应 对 话 框 设 置 调 整 两 部 分 碎 片 多 种 结 构 显 示 模 型 共 存 您 可 以 在 同 一 幅 结 构 图 中 使 用 几 种 结 构 显 示 模 型 ( 如 球 棍 模 型 比 例 填 充 模 型 和 线 型 模 型 ) 实 际 上 您 甚 至 可 以 为 单 个 原 子 设 置 结 构 显 示 模 型 ( 第 12 页 ) 推 转 结 构 模 型 您 可 以 推 转 结 构 模 型 运 动, 如 旋 转 等 当 您 通 过 笔 记 本 电 脑 / 投 影 仪 向 听 众 新 晶 体 结 构 时 该 功 能 会 非 常 实 用 ( 第 15 页 )

72 附 录 63 Windows 软 件 基 本 操 作 指 南 这 部 分 将 向 您 简 要 介 绍 Windows 软 件 的 基 本 操 作, 尤 其 是 针 对 在 这 方 面 了 解 很 少 的 用 户 有 经 验 的 用 户 应 该 直 接 从 第 2 页 开 始 阅 读 详 细 的 DIAMOND 教 程 启 动 软 件 一 般 来 说 您 可 以 通 过 双 击 所 谓 desktop( 桌 面 ) (Windows 操 作 系 统 启 动 之 后 显 示 的 画 面 ) 上 的 DIAMOND 图 标 启 动 DIAMOND 软 件 或 者 您 还 可 以 鼠 标 左 键 单 击 Windows Start( 开 始 ) 按 钮 ( 一 般 位 于 屏 幕 的 左 下 部 ), 然 后 点 击 Programs( 程 序 ) 22 打 开 您 计 算 机 上 安 装 的 程 序 列 表 23 接 下 来 请 左 键 单 击 Diamond 3, 最 后 点 击 Diamond 启 动 软 件 ( 图 86) 图 86:DIAMOND 启 动 初 始 画 面 如 果 您 在 Programs( 程 序 ) 列 表 中 无 法 找 到 Diamond 3 ( 即 便 已 经 按 过 空 格 键 ), 那 么 您 的 计 算 机 上 可 能 还 没 有 安 装 该 软 件 及 数 据 库 这 种 情 况 下, 请 阅 读 第 57 页 的 安 装 一 章 并 按 照 指 示 进 行 操 作 当 DIAMOND 已 经 启 动 之 后, 窗 口 默 认 分 为 五 块 不 同 的 区 域, 从 上 至 下 依 次 为 : 标 题 栏 Windows 标 题 栏 将 显 示 程 序 名 称 ( Diamond ) 和 当 前 文 档 : 菜 单 与 大 多 数 Windows 应 用 程 序 类 似,DIAMOND 在 标 题 栏 下 有 也 有 菜 单 栏, 实 际 名 称 和 命 令 可 能 依 您 的 Windows 操 作 系 统 语 言 不 同 而 不 同 如 果 您 使 用 的 是 Windows 2000 或 者 ME 等 操 作 系 统, 某 些 一 段 时 间 内 没 有 使 用 的 程 序 可 能 会 被 暂 时 隐 藏 这 种 情 况 下, 您 可 以 按 键 盘 上 的 空 格 键 或 者 等 待 几 秒 钟 以 使 程 序 列 表 显 示 完 全

73 64 附 录 左 键 点 击 相 应 标 题 激 活 菜 单 栏 后 可 以 选 择 相 应 的 菜 单 项 目 或 者 您 可 以 按 键 盘 上 的 Alt 键, 使 用 方 向 键 定 位 菜 单 项 目, 然 后 按 回 车 键 某 些 菜 单 项 目 可 能 是 另 外 菜 单 ( 即 子 菜 单 ) 的 上 级 菜 单 请 注 意 并 非 主 菜 单 中 的 所 有 命 令 都 是 可 用 的, 而 是 取 决 于 当 前 输 入 框 所 处 的 面 板 区 域 24! 点 击 您 想 前 往 的 面 板 区 域 即 可 直 接 切 换 面 板, 或 者 您 还 可 以 使 用 View( 查 看 ) 菜 单 您 可 以 在 View( 查 看 ) 菜 单 中 找 到 用 于 激 活 面 板 中 某 特 定 内 容 的 所 有 命 令 工 具 栏 所 谓 工 具 栏 是 指 由 一 行 图 形 按 钮, 即 图 标 组 成 的 控 制 栏 这 些 按 钮 对 应 功 能 也 可 以 通 过 菜 单 命 令 实 现, 如 New( 新 建 ) Open( 打 开 ) 或 者 Save( 保 存 ) 此 外, 工 具 栏 还 提 供 一 些 您 只 能 通 过 非 直 接 方 式 ( 如 通 过 对 话 框 ) 执 行 的 命 令 默 认 情 况 下,DIAMOND 将 显 示 两 行 工 具 栏 : 顶 部 工 具 栏 和 底 部 工 具 栏 一 般 情 况 下, 工 具 栏 的 位 置 处 于 窗 口 的 顶 部 和 底 部 但 是 您 也 可 以 将 工 具 栏 对 接 到 屏 幕 的 侧 面 或 者 将 工 具 栏 变 为 可 拖 拽 的 袖 珍 框 架 窗 口, 悬 浮 在 程 序 窗 口 中, 同 时 您 来 可 以 调 整 悬 浮 工 具 栏 的 尺 寸 您 可 以 用 鼠 标 左 键 拖 动 相 应 的 工 具 栏 进 行 移 动 对 接 或 者 解 除 对 接 等 操 作 您 还 可 以 通 过 双 击 工 具 栏 的 内 界 ( 但 是 在 按 钮 图 标 以 外 ) 切 换 工 具 栏 的 对 接 状 态 和 浮 动 状 态 另 外, 您 可 以 从 View( 查 看 ) 菜 单 中 选 科 工 具 栏 命 令 隐 藏 或 者 重 新 显 示 工 具 栏 工 作 区 域 工 作 区 域 是 程 序 窗 口 的 主 要 部 分 在 工 作 区 域, 您 可 以 对 结 构 图 和 其 他 数 据 进 行 操 作 详 细 介 绍 请 参 考 第 4 页 的 第 一 部 分 教 程 内 容 状 态 栏 屏 幕 底 部 的 状 态 栏 用 于 显 示 程 序 当 前 状 态 的 各 种 信 息 在 时 间 较 长 的 操 作 过 程 中, 例 如 更 新 大 型 结 构 图, 状 态 栏 处 将 显 示 相 应 的 操 作 进 度 条 上 下 文 相 关 菜 单 程 序 主 窗 口 内 的 每 个 面 板 均 有 专 门 的 关 联 菜 单 与 主 菜 单 栏 ( 文 件 编 辑 以 及 查 看 等 ) 上 的 下 拉 菜 单 不 同 的 是, 这 些 菜 单 是 上 下 文 相 关 菜 单, 并 且 取 决 于 您 当 前 的 工 作 面 板 或 者 您 点 入 并 最 终 选 择 的 对 象 您 可 以 在 相 应 面 板 中 点 击 鼠 标 右 键 打 开 这 些 菜 单 例 如, 如 果 您 右 键 点 击 结 构 图 中 的 某 原 子 或 者 化 学 键, 您 可 以 通 过 关 联 菜 单 弹 出 的 命 令 编 辑 对 象 设 计 添 加 标 签 24 工 具 栏 下 的 不 同 工 作 区 域 也 称 为 所 谓 面 板

74 附 录 65 或 者 更 改 显 示 模 型 您 还 可 以 通 过 以 下 方 法 打 开 关 联 菜 单 鼠 标 右 键 点 击 使 用 键 盘 键,Shift+F10 或 者 Windows 键 盘 上 的 关 联 菜 单 专 用 键 上 下 文 相 关 帮 助 这 部 分 内 容 将 主 要 介 绍 在 几 种 不 同 的 工 作 环 境 下 如 何 使 用 上 下 文 相 关 帮 助 键 盘 键 F1 如 果 当 前 DIAMOND 没 有 打 开 任 何 对 话 框 或 者 选 中 任 何 菜 单 项 目, 按 F1 键 将 打 开 帮 助 的 索 引 页 如 果 当 前 选 中 某 菜 单 项 目,DIAMOND 将 显 示 菜 单 项 目 ( 一 般 是 操 作 命 令 ) 的 帮 助 您 可 以 通 过 鼠 标 或 者 键 盘 方 向 键 来 选 中 菜 单 项 目 如 果 程 序 窗 口 中 有 打 开 的 对 话 框, 按 F1 键 之 后 DIAMOND 将 显 示 该 对 话 框 用 途 的 专 用 帮 助 以 及 对 话 框 中 各 控 制 命 令 的 含 义 进 入 帮 助 模 式 您 可 以 使 用 Shift+F1 组 合 键 或 者 点 击 DIAMOND 窗 口 顶 部 主 工 具 栏 中 的 Help mode( 帮 助 模 式 ) 按 钮 将 激 活 Help mode( 帮 助 模 式 ) 这 种 特 殊 工 作 模 式 这 是 获 取 上 下 文 相 关 帮 助 更 常 用 的 办 法 当 您 激 活 Help mode( 帮 助 模 式 ) 之 后, 鼠 标 指 针 将 变 为 带 有 问 号 的 标 准 箭 头 形 式 在 帮 助 模 式 下, 点 击 DIAMOND 窗 口 内 的 某 个 项 目 工 具 栏 上 的 某 个 图 标 或 主 窗 口 中 的 特 定 位 置, 如 状 态 栏 系 统 菜 单 等, 即 可 获 得 上 下 文 相 关 帮 助 您 可 以 按 Esc 键 退 出 帮 助 模 式, 鼠 标 指 针 将 恢 复 正 常 当 您 点 击 某 项 目 获 得 帮 助 后, 帮 助 模 式 也 将 自 动 结 束

75 66 参 考 文 献 参 考 文 献 扭 曲 角 的 计 算 方 法 W. Klyne, V. Prelog, Experientia 16, (1960). R.H. Stanford Jr., J. Waser, "The standard deviation of the torsion angle", Acta Cryst. A28, (1972). U. Shmueli, "On the standard deviation of dihedral angle", Acta Cryst. A30, (1974). 最 小 二 乘 平 面 和 线 性 回 归 的 计 算 方 法 M. Nardelli, "Parst: A system of fortran routines for calculating molecular structure parameters from results of crystal structure analyses", Computers & Chemistry 7(3), (1983). M. Nardelli, A.Musatti, P. Domiano, G. Andreetti, "Programmi per calcolo strutturale su calcolatore elettronico Olivetti Elea Parte IV", La Ricerca Scientifica 35(2), (1965).

76 索 引 67 索 引 2theta, 60 符 号 A build fixed spheres, 39, 50 build structural model, 7 C adaptation of design, 12 address of Crystal Impact, 56 adjust coordination spheres, 27 adjust picture size, 35 adjust/center, 44 advanced examples, 20 aluminosilicate, 34 animation, 49 aperture, 45 appendix, 57 assistant for file import, 3 assistant for structure picture creation, 60 assistants, 55 atom design, 45 atom group definition, 26 atom group design, 45 atom groups, 14 atom types, 26 atomic coordination spheres, 26 auto-build, 60 automatic adjustment, 35 automatic creation of picture, 2 automatic online update, 57 automatic structure picture creation, 59 automatic update of structure picture, 60 AVI-file, 49 avoid duplicate colors, 10 B background (POV-Ray TM ), 46 ball-and-stick model, 62 basic Windows software handling, 63 beamer presentation, 62 beta-cage, 34 bond groups, 18 bonding spheres, 27 branch (Navigation tree), 59 C60, 2 calculation of powder diffraction pattern, 6 calculation of standard deviations, 66 calculation of torsion angles, 66 camera aperture, 45 camera distance, 45 cartoon, 49 center of rotation, 35 center picture, 35 center/adjust, 44 central projection, 44, 51 check interatomic distances, 27 check space group setting, 27, 34 checking for wrong space group setting, 34 checking interatomic distances, 34 choice of origin, 34 cif-file import, 2 color duplicates, 10 color of planes, 22 combination of models, 62 combine structural fragments, 62 command execution, 3 comparing crystal structures, 62 concept behind DIAMOND, 17 connectivity, 18, 26 connectivity dialog, 34 contact information, 56 context menu, 65 context menus, 65 context-sensitive help, 55, 65 continue recording, 49 coordinate system, 16 coordinating atoms, 26 create picture, 7 create picture automatically, 2 create plane, 21 creation of primary atoms, 10

77 68 索 引 Crystal Impact, 56 crystal structure comparison, 62 crystal structure data display, 2 crystal structure data error, 27, 34 crystal structure exploration, 25 crystal structure level, 59 D d-spacing, 60 data brief, 4 default material (POV-RayTM), 46 define fixed spheres, 39, 50 delete picture from video sequence, 51 delete plane, 22 design, 10 design of planes, 22 designing a picture, 12 Diamond 2 users, 59 Diamond concept, 9, 17 Diamond update, 57 diffraction diagram, 6 diffraction pattern, 6, 60 diffraction pattern display, 2 dihedral angles, 66 disable automatic update, 57 disable filter, 35, 39 display crystal structure data, 2 display powder diffr. pattern, 2 display table of distances and angles, 2 distance intervals, 26 distance statistics, 62 distances and angles table, 2 distortion, 45 docking of toolbars, 64 document hierarchy, 6 document level, 6, 59 drive into structure, 51 dummy atom, 36 duplicate colors, 10 E address, 56 editing of video sequences, 51 enlargement factor, 35, 45 error in crystal structure data, 27 error in space group setting, 27, 34 exclude atoms from construction, 35 exploring an unknown structure, 25 F F1 key, 55 factory settings, 58 Faujasite, 34 fax number, 56 file format of video sequence, 49 file import assistant, 3 file type selection, 2 fill slab, 62 filter, 18, 35 filter active warning symbol, 35, 50 filter disabled, 39 filter disabling, 35 first steps, 2 fixed spheres, 39, 50 flat mode, 16 fly into structure, 51 fragment combination, 62 fullerene, 2 G geometric analyses, 61 global POV-Ray TM settings, 46 global settings for polyhedra, 38, 51 guidance, 55 H H-bonds, 27, 32 handling of Windows software, 63 help, 55, 56 help mode, 65 hide objects, 18 hierarchic overview, 59 hierarchy, 6 high quality pictures, 43 hkl, 60 I import assistant, 3

78 索 引 69 import structure files, 2 insert atom, 36 install POV-Ray TM, 57 installation, 57 intensity, 60 interatomic distance check, 27 interatomic distance checking, 34 internet, 56 introduction, 1 introductory examples, 2 K Keggin structure, 30 keyboard shortcuts, 3 L label, 65 laptop presentation, 62 lasso selection, 62 leaf (Navigation tree), 59 least-squares lines, 66 least-squares planes, 66 level (document hierarchy), 59 list of reflections, 6, 60 lock out atoms from construction, 35 Lorentz-Polarization-correction, 6 LP-correction, 6 M mailing address, 56 main menu, 64, 65 manual online update, 57 measuring distances and angles, 61 menu, 64, 65 menu structure, 61 menus, 3 minimum system requirements, 57 model combination, 62 modification of design, 12 modify structure picture, 60 molecular structure visualization, 20 motion of structural model, 62 multiple pictures per structure, 59 multiple structures per document, 59 N navigation bar, 59 navigation tree, 59 neighbouring atoms, 26 network structure, 13 new version of Diamond, 57 O occupation factor, 27 online update, 57 OpenGL, 16 options (factory settings), 58 origin choice, 34 P panes, 64 parallel projection, 44, 51 parameters for pattern calculation, 60 pattern calculation parameters, 60 pause recording, 49 perspective, 51 perspective distortion, 45 perspective impression, 44 photorealistic pictures, 43 picture creation, 7, 59 picture creation (automatic), 2 picture creation assistant, 60 picture design, 10, 12 picture modification, 60 picture representation, 44 picture update, 60 plane color, 22 plane creation, 21 plane deleting, 22 plane design, 22 plane selection, 22 plane title, 22 polyhedra global settings, 38, 51 popup menu, 16 POV-Ray TM, 43, 61 POV-Ray TM background, 46 POV-Ray TM default material, 46 POV-Ray TM global settings, 46 POV-Ray TM installation, 57

79 70 索 引 powder diffraction pattern, 2, 6, 60 powder pattern calculation parameters, 60 PowerPoint film, 49 presenting crystal structure, 62 primary atoms, 17 primary atoms creation, 10 printed publication, 16 profile function, 6 program start, 63 projection, 44, 51 Properties pane, 5, 61 publication, 16 pushing structural model, 62 pushing the model, 15 Pyrene, 20 Q quartz, 7, 12 R radiation, 6 raytracing, 45 recommended reading, 1 recording of video sequence, 49 redo/undo, 15 references, 66 reflection list, 6, 60 remove filter, 35 remove translational symmetry, 62 rendered mode, 16 representation, 44, 51 rescale picture, 44 restore factory settings, 58 right mouse button, 65 Rock n Roll, 15 rotate, 20, 30 S scale picture, 44 scence files, 43 schemes, 60 selecting planes, 22 setting of space group, 34 settings for polyhedra, 38, 51 several crystal structures per document, 59 several pictures per document, 59 short interatomic distances, 27 shortcuts, 3 SiO 2, 7, 12 site occupation factor, 27 slab, 62 software handling, 63 software start, 63 space filling model, 44, 62 space group setting, 27, 34 space-filling model, 13 spin, 62 standard deviations, 66 starting the software, 63 statistics of distance, 62 status bar, 64 step-by-step picture creation, 17 stop recording, 49 structural fragments combination, 62 structure comparison, 62 structure data display, 2 structure data error, 27, 34 structure exploration, 25 structure level, 6 structure picture creation, 59 structure picture creation assistant, 60 structure picture modification, 60 structure picture update, 60 support, 56 system requirements, 57 T table of distances and angles, 2 table of planes, 22 tables pane, 4 texture, 46, 61 title bar, 63 title of planes, 22 too short interatomic distances, 27 toolbar buttons, 3 toolbars, 64 torsion angles, 66 tracking mode, 15, 16, 20, 30

80 索 引 71 translational symmetry, 62 Tutorial A, 2 Tutorial B, 20 twotheta, 60 U undo/redo, 15 unknown structure, 25 unlock filter, 39 update of structure picture, 60 updating Diamond, 57 user interface, 2 V version 2 users, 59 version of Diamond, 57 video sequence, 49 video sequence create, 61 video sequence editing, 51 video sequence file, 49 view coordinate system, 16 W walk into structure, 51 warning symbol for filter active, 35, 50 wavelength, 6 Webpage, 56 what s new, 59 where to get help, 55 Windows software handling, 63 wire model, 62 working area, 64 Z zeolite framework, 34