详细内容

11.4选择

时间:2025-06-09     作者:邱新龙翻译【转载】   来自:VESTA官网   阅读

可以使用几种选择对象的方法。在使用垂直工具栏中的选择模式时,左键点击一个对象来选择它。要选择某一区域内的所有对象,按下鼠标左键,拖动鼠标指定区域即可。在选择新对象时,之前选择过的对象会被重置为正常状态。要在保持当前对象活动的情况下选择其他对象,请在单击或拖动图形区域时按<Shift>。无论当前的操作模式如何,在按<Shift>键的同时点击或拖动两个或两个以上的对象都可以被选中。单个对象可以通过双击来选择。不能选择原子、键和多面体以外的对象。例如,可以选择等面后面的原子。

单个对象被选中后,在Text Area中会输出关于该对象的各种信息。如果提供了点阵参数和分数坐标,则还会显示原子间距离、键角和二面角的标准不确定度估计值。然而,请注意,VESTA通过忽略方差-协方差矩阵的非对角元素,给出标准不确定性的粗略估计,因为晶体数据文件中不包含非对角元素。

对象也可以通过使用侧面板中的对象选项卡(参见第12.2节)、矢量对话框(参见第11.4节)和几何参数对话框(参见第14.2节)来选择。

<Delete>键可以隐藏选中的对象。隐藏对象实际上并没有被删除,只是变得不可见。要恢复所有隐藏对象,按<Esc>键即可。通过隐藏部分配位多面体,可以轻松地将多面体与球棒状模型混合。

 

11.4.1原子

选择原子时,将显示原子的位点编号、位点名称、元素符号、分数坐标(x, y, z)、平移向量、对称操作(三元坐标表示)、占据率、各向同性原子位移参数、位点多重性及Wyckoff表示和位点对称性。例如,在α-Al2O3的球棍模型中,选择彼此连接的Al和O原子,将得到如下行

image.png


当原子以位移椭球体表示时,还将输出关于主轴和均方位移的信息:

image.png

 

11.4.2化学键

当一个化学键被选中时,它的长度将显示其估计的标准不确定度,如果有的话,在文本区以及状态栏中。位点号、位点名称、元素符号、分数坐标(x,y,z)、平移向量和与键相连的两个原子的对称操作也会显示出来。例如,在α-Al2O3的球棒模型中选择一个Al−O键时,输出如下三行:

image.png

 

11.4.3配位多面体

当选择配位数为n的配位多面体时,有关中心原子和配位原子(配体)的信息,以及中心原子与配位原子之间的距离将列在文本区域中。此外,在文本区域中显示以下几何信息;当研究高温/低温和高压下的结构变化时,多面体体积D、<λ>和σ2有较大的实用价值。

 

多面体的体积

所选配位多面体的体积被计算为一个非常重要的物理量。例如,钙钛矿型化合物中的畸变,ABO3可以用多面体体积比VA/VB来量化,而不是用倾斜角度来量化。

 

畸变指数

基于键长的畸变指数D被Baur定义为

image.png


其中li为中心原子到第i个配位原子的距离,lav为平均键长。

 

二次伸长

二次伸长率<λ>,仅定义于四面体、八面体、立方体、十二面体和二十面体:


image.png

其中l0为相同体积的正多面体的中心到顶点距离。<λ>是无量纲的,给出了多面体畸变的定量度量,与多面体的有效尺寸无关。

 

键角方差

键角方差σ2只计算四面体、八面体、立方体、十二面体和二十面体:

image.png


其中m为(多面体中的面数)×3/2(即键角数),ϕi为第i个键角,φ0为正多面体的理想键角(例如,八面体为90◦或四面体为109◦28’)。

 

有效配位数

配位数表示配位多面体中与中心原子配位的原子数。然而,在畸变的配位多面体中,将中心原子的配位数表示为单个数有些困难。提出了几种计算平均或“有效”配位数(ECoN)的建议,方法是将所有周围的原子与加权方案相加,其中原子不算作完整原子,而是算作数字在0到1之间的分数原子。随着中心原子与周围原子之间距离的增加,这个数字越来越接近于零。

 

VESTA采用ECoN,定义为

image.png

image.png


称为第i键的“化学键权重”。在Eq.(11.5)中,lav表示加权平均化学键长度

image.png


式中lmin为配位多面体中最小的键长。

 

电荷分布

qX为中心原子X的形式电荷(氧化数)。配位多面体顶角处的离子得到的电荷分数可利用下式计算:

image.png


离子A接收的总电荷QA可通过对其n个键的相关电荷分数(−∆qi’s)求和得到。类似地,配位多面体中心的离子得到的电荷QX计算如下

image.png


晶体结构中电荷分布的计算取决于当前的键合规格。换句话说,没有相互成键的离子没有给予或接受电荷的那部分。当打开包含氧化态(氧化数)的ICSD文件或CIFs(见17.4.1)时,从数据文件中读取离子的形式电荷。对于其他文件格式,必须在“Edit Data”对话框的“Structure parameters”选项卡中输入离子的形式电荷,以计算电荷分布。注意,非化学计量化合物中的电荷分布是可以计算的,因为在计算中使用了占位率。

 

 

键价

除上述物理量外,键价和V,定义为

image.png


也可从中心原子的键价参数l0得到。在VESTA中,式(11.9)中的经验常数b固定在典型值0.37Å。

键价模型是鲍林规则的发展,在理论上是用经典静电理论描述的,不需要借助量子力学。然而,实际上,V仅用于根据X射线或中子衍射确定的键长估算中心原子的氧化态。

 

一个CIF文件,即bvparm2011.cif,存储了大多数化学物质的键价参数,可从以下网址下载:

http://www.iucr.org/resources/data/datasets/bond-valence-parameters

CIF文件也包含在VESTA可执行二进制文件所在的文件夹中,以便在需要l0值时引用。在bvparm2009.cif中,包含一对阳离子和阴离子的l0值,例如,Al3+和O2-的l0 = 1.620Å,La3+和O2-的l0 = 2.172Å(b = 0.37Å)。不要选择b≠0.37Å的l0值。

如果在选择操作模式下,按下Ctrl键的同时在图形区域中单击配位多面体,则要求输入所选配位多面体中心金属的键价参数l0。输入l0后,根据当前多面体和l0的所有键长li计算中心原子的键价和,并显示在文本区域中。

 

预期键长

除非在编辑数据对话框的结构参数选项卡中或从某些结构文件中输入了位点的氧化态,否则VESTA会提示您输入与式(11.9)中的V相对应的氧化数;按下<Enter>键会跳过后续的计算。输入值后,在文本区中计算出式(11.9)期望的键长。

 

一个获取配位多面体信息的例子

假设在钙钛矿(CaTiO3)结构模型中选择TiO6八面体,同时按下Ctrl键。除非已在Edit Data对话框的Structure parameters选项卡中输入,否则需要按要求输入Ti4+的键价参数(l0=1.815Å)和Ti的氧化态(=+4)。然后,包括上述物理量的以下数据被输出到文本区域:

image.png


 

多面体:预期键长=1.965埃

 

在多面体体积之前输出TiO6八面体的所有分数坐标、平移、等效位置、键长及其估计的标准不确定度。


上一篇11.5距离下一篇11.3平移
最新评论
请先登录才能进行回复登录
技术支持: CLOUD | 管理登录
seo seo