Crystal View: открыть CIF-файл и увидеть элементарную ячейку в 3D
Коротко: откройте 3D-просмотрщик в MolDraw, нажмите + и установите Crystal View. На вкладке Crystal нажмите Open и выберите файл CIF, POSCAR, PDB или extended XYZ либо один из встроенных примеров. Вы получите элементарную ячейку в 3D с параметрами ячейки, объёмом, Z и плотностью, сможете повторять ячейку, смотреть вдоль любого направления [uvw], показывать координационные полиэдры и экспортировать PNG.
Зачем смотреть на кристаллы в 3D?
Формула вроде NaCl или SrTiO3 ничего не говорит о том, как упакованы атомы. Координационные числа, плотноупакованные слои и форма полиэдров становятся понятны, только когда ячейку можно повернуть и рассмотреть с разных сторон. На рисунках в учебнике один фиксированный ракурс; живая модель позволяет найти вид, который объясняет структуру.
Crystal View работает в браузере рядом с вашим рисунком. Файлы читаются на вашем компьютере и никуда не загружаются.
Что показывает плагин
| Элементарная ячейка | Рёбра ячейки с цветными осями a, b и c и атомы во всех узлах решётки, включая общие с соседней ячейкой. |
|---|---|
| Параметры ячейки | Длины a, b, c, углы α, β, γ, пространственная группа, объём, Z и плотность. |
| Повтор | Постройте блок из a × b × c ячеек и посмотрите, как продолжается структура. |
| Вид вдоль | Поверните вид, чтобы смотреть вдоль оси или любого заданного направления [u v w]. |
| Отображение | Атомы в виде шаростержневой или объёмной модели, координационные полиэдры, ионные контакты и подписи атомов. |
| Проекция | Переключение между перспективной и параллельной (ортографической) проекцией. |
| Вывод | Экспортируйте PNG или добавьте текущий вид на холст как редактируемый рисунок. |
Как установить Crystal View
- Откройте редактор MolDraw и войдите в систему. Достаточно бесплатной учётной записи.
- Откройте 3D-просмотрщик и нажмите + рядом с вкладками (или перейдите в Settings › Plugins).
- Нажмите Install рядом с Crystal View. Появится вкладка Crystal.
Как открыть CIF-файл
- На вкладке Crystal нажмите Open (значок папки вверху панели инструментов слева).
- Выберите Open a file… и укажите файл
.cif, POSCAR, PDB (с записью CRYST1) или extended XYZ. - Перетаскивайте мышью для вращения, прокручивайте для масштабирования. Repeat показывает больше ячеек, а Look along — вид вдоль оси.
Нет файла под рукой? Примеры охватывают структуры, которые изучают в большинстве курсов: каменная соль, хлорид цезия, флюорит, алмаз, графит, кубический перовскит, рутил, вюрцит (оксид цинка) и гранецентрированная кубическая медь.
Координация на примере перовскита
Откройте Display и отметьте Coordination polyhedra, чтобы заполнить октаэдры TiO6. Повторив ячейку несколько раз, вы увидите, что октаэдры соединяются вершинами — ключевая особенность семейства перовскитов. Сравните с рутилом, где октаэдры TiO6 соединяются рёбрами в цепочки вдоль c.
Кристаллы на 2D-холсте
CIF-файл можно открыть и прямо на холсте для рисования. MolDraw рисует кристалл как обычный редактируемый рисунок и показывает панель с ячейкой, повторами, направлением взгляда, подписями и ионными контактами. Можно заменить элемент в эквивалентных позициях, например превратить NaCl в KCl для рабочего листа. Crystal View в реальном времени следует за рисунком на холсте, поэтому каждое изменение сразу видно в 3D.
Как использовать на занятиях и в лаборатории
- Преподавание химии твёрдого тела: сравните координацию в NaCl (6:6) и CsCl (8:8) или посчитайте атомы в ячейке и сверьте значение Z на карточке.
- Плотнейшая упаковка: посмотрите вдоль [1 1 1] в меди, чтобы увидеть плотноупакованные слои.
- Аллотропы углерода: поставьте алмаз и графит рядом, чтобы обсудить sp3- и sp2-связи.
- Проверка файла: откройте CIF из статьи или базы данных и проверьте ячейку, плотность и связность, прежде чем использовать его дальше.
- Иллюстрации: экспортируйте PNG или добавьте вид на холст и подпишите его вместе с остальной схемой.
Изучаете ещё и поле лигандов? Наше руководство по теории кристаллического поля объясняет октаэдрическое и тетраэдрическое расщепление, а в Crystal View эти окружения видны как полиэдры.
Вопросы и ответы
Как открыть CIF-файл онлайн?
Установите бесплатный плагин Crystal View в MolDraw, откройте его вкладку в 3D-просмотрщике, нажмите Open и выберите файл .cif. Элементарная ячейка появится в 3D прямо в браузере; на сервер ничего не загружается.
Какие форматы кристаллических файлов читает Crystal View?
CIF, VASP POSCAR, файлы PDB с записью CRYST1 и файлы extended XYZ с параметрами решётки.
Плагин Crystal View бесплатный?
Да. Для установки плагинов нужна только бесплатная учётная запись MolDraw.
Можно ли нарисовать кристаллическую структуру на 2D-холсте?
Да. Откройте CIF-файл на холсте — получится редактируемый рисунок кристалла с собственной панелью для повторов, направления взгляда и подписей. Crystal View в реальном времени отображает этот рисунок в 3D.