1、DiamondDiamond3.1.2 Diamond在化学教育应用中的主要功能在化学教育应用中的主要功能 准确构建晶体结构。准确构建晶体结构。 形象地展示晶体，便于从各个方位观察晶体的结构。形象地展示晶体，便于从各个方位观察晶体的结构。 可对晶体进行标注和美化。可对晶体进行标注和美化。 可测晶体的键长、键角和扭矩。可测晶体的键长、键角和扭矩。 通过学习该软件，可以了解更多的有关晶体结构的知识。通过学习该软件，可以了解更多的有关晶体结构的知识。 可将晶体结构的运动过程制成动画，并保存为可将晶体结构的运动过程制成动画，并保存为.AVI文件。文件。各类工作场景介绍各类工作场景介绍找到找到Diamo
2、nd3.0Diamond3.0软件的安装路径，打开软件的安装路径，打开Diamond3.0Diamond3.0软件中名为软件中名为TutorialTutorial的文件夹，的文件夹，里面存有五个里面存有五个. CIF. CIF文件文件 阅读阅读Diamond3.0Diamond3.0软件的操作手册软件的操作手册( (格式为格式为.PDF).PDF) 导入导入Diamond3.0Diamond3.0软件中的软件中的SampleMineralsSampleMinerals文件夹里作为范例的文件夹里作为范例的3939个个已绘制好的晶体结构已绘制好的晶体结构 根据晶体的结构参数可以创建出根据晶体的结构
3、参数可以创建出DiamondDiamond软件中所没有提供的晶体结构软件中所没有提供的晶体结构 3.2 Diamond 软件基础知识软件基础知识 晶体晶体（crystalcrystal） ：是由原子或分子在空间按一是由原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列构成的固体物质。定规律周期重复地排列构成的固体物质。晶体的相关知识晶体的相关知识金刚石金刚石 晶体性质均均 匀匀 性：性： 晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性：各向异性： 晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点：固定熔点： 晶体具有周期性结构，熔
4、化时，各部分需要同样晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。的温度。 规则外形：规则外形： 理想环境中生长的晶体应为凸多边形。理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对对 称称 性：性： 晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。称性。 晶体的分类：晶体的分类：(1)按来源分为：天然晶体（宝石、冰、 砂子等）人工晶体（各种人工晶体材料等）(2)按化学键分按化学键分：金属晶体(Cu)、离子晶体(NaCl)、分子晶体(冰)、原子晶体(金刚石)、混合型晶体(石墨)等。(3)按晶胞形状分：按晶胞形状分：7 7个个晶系晶系(Crystal Syste
5、m)(Crystal System)立方晶系(Cubic)；三方晶系(Trigonal)；四方晶系(Tetragonal)；正交晶系(Orthohornbic)；单斜晶系(Monoclinic)；六方晶系(Hexagonal)；三斜晶系(Triclinic)研究晶体结构的周期性规律有两种方式研究晶体结构的周期性规律有两种方式: : 晶胞晶胞(Cell)：按实际重复周期将晶体划分为一个个按实际重复周期将晶体划分为一个个完全相同且可并置的平行六面体作为晶体的基本单完全相同且可并置的平行六面体作为晶体的基本单位。实际上位。实际上, ,晶体晶体即是晶胞在三维空间无限地重复构即是晶胞在三维空间无限地重复
6、构成的成的. . 点阵点阵(Lattice)(Lattice)：将周期性重复排布的内容抽象成几将周期性重复排布的内容抽象成几何学上的点，然后考察这些点在空间的阵式。何学上的点，然后考察这些点在空间的阵式。 晶胞有两大要素：晶胞有两大要素： (1)晶胞的形状、大小晶胞的形状、大小 晶胞的形状是平行六面体晶胞的形状是平行六面体, ,由三个基本向量a a、b b、c c表达，三个基本向量的长度及彼此之间的夹角 、 、 称为晶胞参数。晶胞参数。 晶胞结构图bcabcabacbacbacbacbac立方晶系(Cubic)a=b=c, = = =90四方(Tetragonal)a=b c, = = =90
7、正交(Orthohornbic)a b c, = = =90三方(Trigonal) a=b=c, = =90a=b c, = =90 =120六方(Hexagonal)a=b c, = =90, =120单斜(Monoclinic) a b c = =90, 90三斜(Triclinic)a b c = = =907个晶系的晶胞参数晶系的晶胞参数(2)晶胞的内容晶胞的内容 包括晶胞中原子的种类、数目和在晶胞中的相对位置。原子在晶胞中的坐标参数（坐标参数（x,y,zx,y,z）的意义是指由晶胞原点指向原子的矢量晶胞原点指向原子的矢量r r可以用单位矢量和坐可以用单位矢量和坐标参数表示为标参数表
8、示为r=xa+yb+zcr=xa+yb+zc。由于在晶胞内，由于在晶胞内， x,y,z1，故也称其为分数坐标。，故也称其为分数坐标。注意：晶体中原子的坐标参数是注意：晶体中原子的坐标参数是以晶胞的三个轴作坐标轴，以三以晶胞的三个轴作坐标轴，以三个轴的轴长作为坐标轴的单位。个轴的轴长作为坐标轴的单位。当原点位置改变或选取的晶轴改当原点位置改变或选取的晶轴改变，原子坐标参数也会改变。变，原子坐标参数也会改变。空间群空间群(Space Group)： 晶体内部结构中全部对称要素的集合晶体内部结构中全部对称要素的集合。 晶体结构具有空间点阵式的周期结构，点阵结构的空间对称操作群称为空间群。一切晶体结构
9、中总共只能有一切晶体结构中总共只能有230种不同的对称要素组合方式，种不同的对称要素组合方式，即即230个空间群。它是由俄国结晶学家费多洛夫和德国结晶个空间群。它是由俄国结晶学家费多洛夫和德国结晶学家薛弗利斯（学家薛弗利斯（Artur Moritz Schoenflies）于）于1890至至1891年间各自独立地先后推导得出来的。年间各自独立地先后推导得出来的。 每个空间群的记号可用每个空间群的记号可用SchonfliesSchonflies记号或国际记号或国际记号或两种结合使用。记号或两种结合使用。Diamond构建晶体模型的基本步骤：构建晶体模型的基本步骤： 确定构建哪个晶体的模型确定构建
10、哪个晶体的模型收集资料（查找该晶体的晶胞参数和晶体中原子的坐收集资料（查找该晶体的晶胞参数和晶体中原子的坐标参数）标参数）在在DiamondDiamond软件中建模（在各对话框中输入相关数据）软件中建模（在各对话框中输入相关数据）在在DiamondDiamond软件的操作场景中对晶体模型进行修改、软件的操作场景中对晶体模型进行修改、美化、标注和观察美化、标注和观察现场教学或现场教学或将晶体模型的三维文件导出（图片或网页将晶体模型的三维文件导出（图片或网页格式）格式）场景主要工具栏场景主要工具栏( (调用：菜单调用：菜单View/Toobars)View/Toobars) 6个个:Standar
11、dVideoTransformPictureMeasureMove常用工具及功能按钮介绍常用工具及功能按钮介绍(表3-1 )在Structure场景下可创建多个Picture图片New blank Picture【实例实例3-1】在Diamond3.0软件中创建NaCl晶体结构。不能不能以原有格式以原有格式保存保存Window/start Window/start 回到开始场景回到开始场景注：注：改变背景颜色改变背景颜色：Picture/Layout/Background【实例实例3-2】在Diamond3.0软件中创建SiO2的晶体结构。 为突出石英晶体的规则外型，可以为突出石英晶体的规则外
12、型，可以创建多面体结构创建多面体结构 以以Si为中心原子为中心原子选择晶胞范围选择晶胞范围晶体信息栏晶体信息栏无机晶体结构数据库（无机晶体结构数据库（ICSD）Findit软件软件 无机晶体结构数据库（The Inorganic Crystal Structure Database，简称ICSD）。由德国的FIZ（Fachinformationszentrum Karlsruhe）和The Gmelin Institute (Frankfurt) 联合编辑。它收集并提供到目前为止所有试验测定的、除了金属和合金以外、不含CH键的无机物晶体结构的信息，包括化学名和化学式、矿物名和相名称、晶胞参数、
13、空间群、原子坐标、热参数、位置占位度、R因子及有关文献等各种信息。该数据库从1913年开始出版，至今已包含近10万条化合物目录。每年更新两次，每次更新会增加2000种新化合物，所有的数据都是由专家记录并且经过几次的修正，是国际最权威的无机晶体结构数据库。 ICSDICSD3.4 晶体结构的展示与美化晶体结构的展示与美化晶体模型的展示形式晶体模型的展示形式 鼠标右键，在弹出的菜单中选择Model 在创建晶体时，在原子显示类型对话框中进行设置。选择菜单picture/ /Model and Radii命令使用位于场景下方的图标 ，在其下拉菜单中进行选择。 消除多面体消除多面体: Build/Des
14、troy/Polyhedra命令命令 晶体模型转换时注意晶体模型转换时注意:由多面体可直接转换成由多面体可直接转换成Space-filling模式模式;由多面体不可直接转换成由多面体不可直接转换成Standard和和Wires/Sticks模模式式,需需消除多面体消除多面体。测量键长、键角和扭矩测量键长、键角和扭矩 【实例实例3-3】为实例为实例3-2中所创建的石英中所创建的石英SiO2多面体晶体多面体晶体结构分成几个原子组，然后以不同的模式进行展示。结构分成几个原子组，然后以不同的模式进行展示。对原子或键进行编辑对原子或键进行编辑: 对任意原子进行选取对任意原子进行选取, ,单击鼠标右键则会
15、弹出相应的对话单击鼠标右键则会弹出相应的对话框框, ,可对其进行剪切、复制、删除及编辑等操作。可对其进行剪切、复制、删除及编辑等操作。 双击双击所选中的原子，所选中的原子，可以进入该原子的设可以进入该原子的设计对话框计对话框(Atom Design) ,在此对话框中，在此对话框中，可以修改所选原子的可以修改所选原子的代表模式、颜色和透代表模式、颜色和透明度以及原子边框的明度以及原子边框的颜色和形式（实线或颜色和形式（实线或虚线等）。虚线等）。晶体结构添加文字和标注晶体结构添加文字和标注 :在工作场景中任意选中一对象，然后右击鼠标，在工作场景中任意选中一对象，然后右击鼠标，在在AddAdd栏中选
16、取栏中选取TextText或选择或选择Objects/TextObjects/Text命令命令为晶体添加多面体结构为晶体添加多面体结构 :Build/Polyhedra/Add Polyhedra命令命令或或鼠标右键鼠标右键/Add/ Polyhedra【实例实例3-4】为实例为实例3-1中所创建的中所创建的NaCl晶胞添晶胞添加上多面体结构。加上多面体结构。3.5 特殊功能介绍特殊功能介绍3.5.1 将晶体结构制成动画将晶体结构制成动画3.5.2 为晶体结构设置材质和相应的彩色背景为晶体结构设置材质和相应的彩色背景3.5.3 在在Diamond软件中观看分子结构软件中观看分子结构 3.5.1
17、 将晶体结构制成动画将晶体结构制成动画 Tools/Video sequence命令命令可以以AVIAVI文件文件格式保存，也可保存为单张图片。 3.5.2 为晶体结构设置材质和相应的彩色背景为晶体结构设置材质和相应的彩色背景注意注意: : 只有下载并安装安装了POV-RayPOV-Ray软件软件，Diamond软件中的材质和彩色背景编辑功能才会被击活。 确定晶体的投影模式确定晶体的投影模式 (CentralCentral中心投影中心投影):选择选择picture/Representation/Projectionpicture/Representation/Projection命令命令中心投
18、影法中心投影法Central Projection平行投影法平行投影法(正、斜投影）Parallel Projection物物体体投射投射线线投投影影投影投影中心中心 结构图片的预览和导出：结构图片的预览和导出：(1) Tools/POV-Ray命令命令/Preview(2) Tools/POV-Ray命令命令/Render Into Bitmap 为原子设置特殊材质为原子设置特殊材质 （1）选择）选择Model and Radii命令命令,确定晶体的表现模式确定晶体的表现模式 （2）选择）选择picture/Atom design命令命令 ,对选中的某一类原子对选中的某一类原子进行设置进行设
19、置 :Material按钮按钮 ; POV-Ray选项选项(选第二个选项选第二个选项Use pre-defined) 3. 为晶体结构布置彩色背景：为晶体结构布置彩色背景：(确定晶体的投影模式 为Central中心投影) Tools/POV-Ray命令命令/ Globe Settings(设置背景、地面等设置背景、地面等)3.5.3 在在Diamond软件中观看分子结构软件中观看分子结构 Picture工具栏的使用工具栏的使用【实例实例3-7】在在Diamond3.0软件中展示并观察软件中展示并观察Diamond3.0软软件内置的件内置的pyrene.cif文件所代表的分子晶体。文件所代表的分
20、子晶体。(Open/Tutorial/pyrene.cif芘芘,嵌二萘嵌二萘)直接得到分子结构直接得到分子结构 按钮可以显示出一个完整晶胞范围内所有原子。按钮可以显示出一个完整晶胞范围内所有原子。 连接原子按钮连接原子按钮（该晶胞中所有本应存在的化学键该晶胞中所有本应存在的化学键都显现出来，并将所有的相应原子连接起来。）都显现出来，并将所有的相应原子连接起来。） Picture/Viewing Direction选择投射方向选择投射方向Objects/Planes/Create Plane Through Atoms 为为选中分子选中分子(Select Molecule)创建平面创建平面Too
21、l/Calculate/Angle Between Planes 同时同时测量二者间的测量二者间的夹角和距离夹角和距离利用利用PlanesPlanes分析晶胞面上原子（分析晶胞面上原子（CuCu）： Objects/Plane/Create Lattice Plane 移动平面：移动平面： /Shift Plane(先点击先点击Table Of Planes”栏，栏， 选择平面）选择平面）消除平面消除平面：View/Table/PlaneView/Table/Plane或点击或点击 右侧出现右侧出现“Table Of Planes”Table Of Planes”栏，栏， 选择平面后鼠标右键选
22、择平面后鼠标右键deletedelete【实例实例3-8】试在试在Diamond3.0软件中展示并观察五氧软件中展示并观察五氧化二磷分子晶体的结构，并为其添加多面体结构。化二磷分子晶体的结构，并为其添加多面体结构。五氧化二磷分子晶体的结构原图位于五氧化二磷分子晶体的结构原图位于Diamond2.1Diamond2.1版本软件版本软件（路径为（路径为Diamond2SamplesTutorialDiamond2SamplesTutorial）的）的P4O10.P4O10.crycry文件文件 安装安装Diamond2.1Diamond2.1三种打开导入方式三种打开导入方式 :1）Creat a
23、picture automaticaly (直接自动打开文件中所保存的结构图形直接自动打开文件中所保存的结构图形)2）Launch the Picture Creation Assistant (启用创建图形的辅助对话框启用创建图形的辅助对话框)3）Create a blank picture (创建空白图形创建空白图形) 若要清楚了解五氧化二磷分子晶体的连接情况，若要清楚了解五氧化二磷分子晶体的连接情况， 选择选择Create a blank picture (创建空白图形创建空白图形) : 显示一个晶胞中所显示一个晶胞中所有原子有原子 将相互有关联的将相互有关联的原子连接起来原子连接起来
24、逐步显示所创建原逐步显示所创建原子的周围连接情况。子的周围连接情况。创建第一个原子创建第一个原子得到文件中所保存的得到文件中所保存的原始结构图形原始结构图形 直接得到分子结构直接得到分子结构 Picture工具栏的使用工具栏的使用Olivine橄榄石橄榄石化学通式是化学通式是R R2 2SiOSiO4 4 ，晶体属正交（斜方）晶系的一族，晶体属正交（斜方）晶系的一族岛状结构硅酸盐矿物的总称。因常呈橄榄绿色而得名。岛状结构硅酸盐矿物的总称。因常呈橄榄绿色而得名。化学式中的化学式中的R R主要为二价阳离子镁、铁、锰。用于冶金、主要为二价阳离子镁、铁、锰。用于冶金、珠宝业。珠宝业。Topaz黄玉黄玉
25、化学组成为化学组成为Al2SiO4FAl2SiO4F，OH2OH2，晶体属正交（斜方）晶，晶体属正交（斜方）晶系的岛状结构硅酸盐矿物。用于硅酸盐工业。系的岛状结构硅酸盐矿物。用于硅酸盐工业。 结合结合DiamondDiamond软件，利用化学知识，软件，利用化学知识，可加深对有关矿物晶体的了解。可加深对有关矿物晶体的了解。利用Diamond软件对晶体结构的展示OpenOpen/Diamond3/Samples/Minerals(39/Diamond3/Samples/Minerals(39种晶体结构种晶体结构* *.dsf.dsf文件文件) )沸石沸石石墨石墨钙钛矿钙钛矿黄玉黄玉橄榄石橄榄石石
26、英石英锐钛矿锐钛矿莹石，氟石莹石，氟石黄铁矿黄铁矿金红石金红石分子硫分子硫氯钙石氯钙石CaCl21 1、观察橄榄石的结构。、观察橄榄石的结构。 ( (在同一晶体中构建不同形式的多面体）在同一晶体中构建不同形式的多面体） Diamond3/Samples/Minerals/Olivine.dsfOlivine.dsf要求：先消除，重新构建两种形式多面体构建两种形式多面体分别以Si、Mg为中心2、构建分子烯（、构建分子烯（C60）的结构。）的结构。 Diamond3/Tutorial/C60.cif创建多面体结构创建多面体结构需要一个中心原子需要一个中心原子（1）需要首先添加上一个）需要首先添加上
27、一个“虚拟原子虚拟原子” 选中所有的对象选中所有的对象 Structure（结构）（结构）/ Insert atom.命令命令 （2）进入多面体设置）进入多面体设置 ： （限制多面体范围（限制多面体范围1 15 5埃）埃） Build/ Polyhedra/ Add PolyhedraBuild/ Polyhedra/ Add Polyhedra命令命令（3 3）将）将虚拟原子设为透明虚拟原子设为透明 问题：能否创建多面体？3、观察石英石英的结构 Diamond3/ Samples/Minerals /quartz.dsfquartz.dsf4、分析钙钛矿钙钛矿的结构。 Diamond3/Sa
28、mples/Minerals/ perovskite.dsfperovskite.dsf5、构建并观察石墨石墨的格子状结构。 Diamond3/Samples/Minerals/graphitegraphite.dsfdsf要求：先消除， 再重新构建(多面体)石墨烯石墨烯（Graphene）石墨烯是一种二维晶体，是一种从石墨材料中石墨烯是一种二维晶体，是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.3350.335纳米。它是纳米。它是20042004年由曼彻斯特大学的科斯提亚年由曼彻斯
29、特大学的科斯提亚 诺沃谢夫和诺沃谢夫和安德烈安德烈 盖姆小组首先发现的。这种神奇材料的盖姆小组首先发现的。这种神奇材料的诞生使他们获得诞生使他们获得20102010年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。 石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。现代电子科技领域引发一轮革命。 试利用试利用Diamond3.0Diamond3.0构建石墨烯的晶体结构构建石墨烯的晶体结构, ,为其为其设置材质和相应的彩色背景，并导出图片。设置材质和相应的彩色背景，并导出
30、图片。分别打开分别打开Diamond2.1Diamond2.1版本中版本中BORON.CRY,GaPt2.CRYBORON.CRY,GaPt2.CRY，HITTORF.CRYHITTORF.CRY红红PP文文件，件，重新构建及重新构建及观察晶体的内部结构。观察晶体的内部结构。制作金属晶体（制作金属晶体（CuCu）的密堆积方式）的密堆积方式将晶体的模式（Model）设为标准的球棍模式（Ball and Stick）用Diamond提供的测量键长工具（Measure Distances）,测量出两个原子之间的距离，再除以2，以此改变原子半径选择菜单Picture中的Atom Disigns命令，在
31、弹出的对话框中，点击Model and Radii标签，输入新的半径(Radius),则晶体显示出密堆积形态。 3.6 其他功能介绍其他功能介绍 3.6.1 对未知结构进行研究对未知结构进行研究【实例实例3-9】科学家在研究某矿石时，由原子探测仪得知该晶体中含有磷（P）、钨（W）、氧（O）和氢（H）等原子，并且现在已经将该矿石的结构组成情况制成了文件（格式为.CIF）保存起来，文件名为unknown.cif。请使用Diamond3.0软件来探究该种晶体的大致内部结构情况。删除场景中所有原子，使场景恢复为空白场景。Build(创建)/Destroy命令 1、打开保存在、打开保存在Diamond3
32、.0软件下软件下Tutorial文件夹里的含文件夹里的含有预测结构的有预测结构的unknown.cif文件文件,选择场景为空白场景选择场景为空白场景2、检查未知结构中原子间的距离，、检查未知结构中原子间的距离，Diamond软件可以依据这些距离来判断某原子是否与另一原子有直接关联，即所谓的“连通性”。 弹出连通性对话框Build(创建) /Connectivity命令 逐一研究和分析列表中的各原子对组，规定所需原子的连接范围。 构建步骤：构建步骤：3、逐步在场景中添加指定的原子，以便于、逐步在场景中添加指定的原子，以便于分析重新构建该未知结构。分析重新构建该未知结构。 打开添加原子对话框。打开
33、添加原子对话框。 Build(创建)/Add atoms.命令逐步显示逐步显示P P原子周围的原子，完成原子周围的原子，完成自动构建的过程。自动构建的过程。 4、添加多面体结构，分别设置中心原子、添加多面体结构，分别设置中心原子(P或或W)和周围原子，并可使不同的多面体呈现不同的颜和周围原子，并可使不同的多面体呈现不同的颜色。色。 观看中心处的观看中心处的PO4四面体结构，这个四面体的每个角落四面体结构，这个四面体的每个角落处又被三边相连的处又被三边相连的WO6八面体所围绕，这些八面体所围绕，这些W3O13通过角通过角落连接。这就是常说的落连接。这就是常说的“keggin结构结构”或或“keg
34、gin离子离子”。 5、补充上单位晶胞中其余部分，同样、补充上单位晶胞中其余部分，同样添加多面体结构。添加多面体结构。6、使所有的化学键（、使所有的化学键（O-H键）都显现键）都显现出来。显示得以证明为水分子。出来。显示得以证明为水分子。7、删去无键连接的原子、删去无键连接的原子 Build/Destroy/Non-bonded atoms命令命令 8、创建氢键、创建氢键 (keggin离子和水分子间存在）离子和水分子间存在） Build/create H-bonds命令命令 3.6.2 对复杂结构的构建对复杂结构的构建 （过滤和虚拟原子两个功能的应用）（过滤和虚拟原子两个功能的应用）【实例实
35、例3-10】沸石沸石中最具代表性的是八面沸石，八面沸石内部有一种重要的组成部分，即“-笼笼”结构结构。请使用Diamond3.0软件来分析沸石的这种结构并通过重新构建来简化其内部结构的显现方式。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。工体的干燥、净化和污水处理等方面。工业上常将其作为业上常将其作为分子筛分子筛，以净化或分，以净化或分离混合成分的物质离混合成分的物质 ，如气体分离、石，如气体分离、石油净
36、化、处理工业污染等。油净化、处理工业污染等。 沸石是一种结晶状、具有框架结构的水沸石是一种结晶状、具有框架结构的水合铝硅酸盐。它具有三维聚阴离子结构，合铝硅酸盐。它具有三维聚阴离子结构，这一结构由这一结构由SiO4SiO4和和AlO4AlO4四面体，通过氧四面体，通过氧原子链接构成。原子链接构成。沸石有很多种，已经发现的就有沸石有很多种，已经发现的就有3636种。种。它们的共同特点就是具有架状结构，就它们的共同特点就是具有架状结构，就是说在它们的晶体内，分子像搭架子似是说在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。因为地连在一起，中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分
37、子，因此在这些空腔里还存在很多水分子，因此它们是含水矿物。它们是含水矿物。 沸石沸石构建步骤：构建步骤：1、打开、打开Diamond3.0/Tutorial/faujasite.cif的文件。的文件。 Structure（结构）（结构）/ Space-group”命令命令，在空间群对话框中选择Fd-3m(227)下面所隐藏菜单中的Fd-3m(22701)空间群类型（中心对称Centrosymmetric）。 打开添加原子对话框，选择Si1-Al1一项 2、使用、使用Diamond3.0软件中的软件中的filter（过滤）功能（过滤）功能 Build（创建）（创建）/ Filter.命令命令 在
38、“Atom groups”中只勾选SiAl项 在“Bravais translations”中只选择“+（0，0，0）”一项 （取消其余复选）3、进入连通性对话框、进入连通性对话框，选中“SiAl-SiAl”一栏，将连接范围设定大致定为3.0至3.5埃之间。 4、显现一个完整的单位结构、显现一个完整的单位结构 “笼笼”状结构状结构 调整结构的观察方向和角度：调整结构的观察方向和角度： Picture （图片）（图片）/Viewing Direction.”命令命令“h,k,I”中均输入中均输入1 5、创建多面体结构（、创建多面体结构（需要一个中心原子）需要一个中心原子）。（1）需要首先附加上一
39、个）需要首先附加上一个“虚拟原子虚拟原子”（“-笼笼”状结构没有中心状结构没有中心原子）原子） 选中所有的对象选中所有的对象 Structure（结构）（结构）/ Insert atom.命令命令 或或Tramsform工具栏上工具栏上（2）进入多面体设置）进入多面体设置 ： Build/ Polyhedra/ Add PolyhedraBuild/ Polyhedra/ Add Polyhedra命令命令（限制多面体范围（限制多面体范围1 15 5埃）埃） 将将Others/Ligand atoms reducingOthers/Ligand atoms reducing的数值更改为的数值更
40、改为0.010.01，并勾选，并勾选“Default for new polyhedra”Default for new polyhedra” 6、调整场景中结构的位置。、调整场景中结构的位置。 Move/ Rotate Incrementally.命令命令: 将将z轴的值和轴的值和x轴的值分别设为轴的值分别设为30度度 和和-20度度 7、为周围其余的四个六棱柱建立多面体结构：、为周围其余的四个六棱柱建立多面体结构： (1)(1)先先框选结构最下方的那个六棱柱结构，为选中的部分创框选结构最下方的那个六棱柱结构，为选中的部分创建虚拟原子。建虚拟原子。 (2)(2)其余其余三个六棱柱的虚拟中心原
41、子的添加可采用以下快捷方三个六棱柱的虚拟中心原子的添加可采用以下快捷方法：法： A.打开过滤对话框，在原子群列表中将“？”也勾选上(不取消SiAl)，并且按下 “Mark all”按钮(Bravais translations全选) B. Build（创建）（创建）/ Fixed Spheres命令命令，将最小值和最大值分别设为0和4 ，选择“All atoms in structure picture项。 (3)(3)进入多面体设置进入多面体设置 ：将多面体的透明度设为将多面体的透明度设为0 0 9、扩展沸石的、扩展沸石的“-笼笼”结构结构 （1）先完善范围）先完善范围 Build（创建）（
42、创建）/ Fixed Spheres命令命令，打开相应的限定范围对话框，设置最小最大值分别为0和5埃(增大范围)。 点击 两次，将场景中已有结构周围相应的有关原子显现出来。 （2）再创建多面体结构。）再创建多面体结构。 8、重新调整场景中结构的位置、重新调整场景中结构的位置 再次使用Picture （图片）（图片）/Viewing Direction.”命令命令，（“h,k,I”中均输入1 ）。（1 1）参考晶体参数或自查资料，在）参考晶体参数或自查资料，在Diamond3.0Diamond3.0软件中构建晶体软件中构建晶体（保存：（保存：File/Save as/Save Document as/File/Save as/Save Document as/晶体晶体名名.Mol).Mol)（2 2）利用）利用DiamondDiamond软件提供的软件提供的3939种晶体结构，按照不同的晶系种晶体结构，按照不同的晶系分别创建晶体图片分别创建晶体图片（根据个人喜好修改晶体的表现形式，为创（根据个人喜好修改晶体的表现形式，为创建的晶体补充上新的原子材质和彩色背景）。建的晶体补充上新的原子材质和彩色背景）。 课后完成作业
