Crystal View: Mở tệp CIF và xem ô mạng cơ sở ở dạng 3D
Trả lời ngắn: Mở trình xem 3D trong MolDraw, nhấn + và cài Crystal View. Trong thẻ Crystal, nhấn Open và chọn tệp CIF, POSCAR, PDB hoặc extended XYZ, hoặc một ví dụ có sẵn. Bạn sẽ thấy ô mạng cơ sở ở dạng 3D cùng thông số ô mạng, thể tích, Z và khối lượng riêng; bạn có thể lặp ô, nhìn dọc bất kỳ hướng [uvw] nào, hiển thị đa diện phối trí và xuất PNG.
Vì sao nên xem tinh thể ở dạng 3D?
Một công thức như NaCl hay SrTiO3 không cho biết các nguyên tử được sắp xếp ra sao. Số phối trí, các lớp xếp chặt và hình dạng đa diện chỉ thật sự dễ hiểu khi bạn xoay ô mạng và nhìn từ nhiều phía. Hình trong sách giáo khoa chỉ có một góc nhìn cố định; mô hình tương tác giúp bạn tìm ra góc nhìn giải thích được cấu trúc.
Crystal View chạy trên trình duyệt, ngay cạnh hình vẽ của bạn. Tệp được đọc trên máy tính của bạn và không được tải lên bất kỳ đâu.
Plugin hiển thị những gì
| Ô mạng cơ sở | Các cạnh ô mạng với trục a, b, c có màu, và nguyên tử ở mọi nút mạng, kể cả những nguyên tử dùng chung với ô bên cạnh. |
|---|---|
| Thông số ô mạng | Độ dài a, b, c, góc α, β, γ, nhóm không gian, thể tích, Z và khối lượng riêng. |
| Lặp ô | Dựng một khối a × b × c ô để xem cấu trúc tiếp diễn thế nào. |
| Hướng nhìn | Xoay góc nhìn để nhìn dọc một trục hoặc bất kỳ hướng tùy chọn [u v w] nào. |
| Hiển thị | Nguyên tử dạng que–cầu hoặc đặc khít, đa diện phối trí, tiếp xúc ion và nhãn nguyên tử. |
| Phép chiếu | Chuyển giữa phép chiếu phối cảnh và song song (trực giao). |
| Xuất kết quả | Xuất PNG, hoặc thêm góc nhìn hiện tại lên khung vẽ dưới dạng hình vẽ chỉnh sửa được. |
Cách cài Crystal View
- Mở trình soạn thảo MolDraw và đăng nhập. Tài khoản miễn phí là đủ.
- Mở trình xem 3D và nhấn + cạnh các thẻ (hoặc vào Settings › Plugins).
- Nhấn Install bên cạnh Crystal View. Thẻ Crystal sẽ xuất hiện.
Cách mở tệp CIF
- Trong thẻ Crystal, nhấn Open (biểu tượng thư mục ở đầu thanh công cụ bên trái).
- Chọn Open a file… và chọn tệp
.cif, POSCAR, PDB (có bản ghi CRYST1) hoặc extended XYZ. - Kéo để xoay, cuộn để phóng to. Dùng Repeat để hiện thêm ô mạng và Look along để nhìn dọc một trục.
Không có sẵn tệp? Các ví dụ bao gồm những cấu trúc được dạy trong hầu hết các khóa học: muối mỏ, xesi clorua, fluorit, kim cương, than chì, perovskite lập phương, rutil, wurtzit (kẽm oxit) và đồng lập phương tâm diện.
Quan sát sự phối trí: ví dụ perovskite
Mở Display và đánh dấu Coordination polyhedra để tô các bát diện TiO6. Với vài ô lặp, bạn sẽ thấy các bát diện dùng chung đỉnh, đặc điểm then chốt của họ perovskite. Thử tương tự với rutil, nơi các bát diện TiO6 dùng chung cạnh thành chuỗi dọc trục c, rồi so sánh.
Tinh thể trên khung vẽ 2D
Bạn cũng có thể mở tệp CIF trực tiếp lên khung vẽ. MolDraw vẽ tinh thể như một hình vẽ bình thường, chỉnh sửa được, và hiển thị bảng điều khiển với ô mạng, số ô lặp, hướng nhìn, nhãn và tiếp xúc ion. Bạn có thể thay nguyên tố ở các vị trí tương đương, ví dụ đổi NaCl thành KCl cho một phiếu bài tập. Crystal View theo dõi hình vẽ trên khung vẽ theo thời gian thực, nên mọi thay đổi hiện ngay ở dạng 3D.
Cách dùng trong lớp học và phòng thí nghiệm
- Dạy hóa học chất rắn: so sánh số phối trí của NaCl (6:6) với CsCl (8:8), hoặc đếm số nguyên tử trong một ô và đối chiếu với giá trị Z trên thẻ thông tin.
- Xếp chặt: nhìn dọc [1 1 1] trong đồng để thấy các lớp xếp chặt.
- Các dạng thù hình của cacbon: đặt kim cương và than chì cạnh nhau để thảo luận về liên kết sp3 và sp2.
- Kiểm tra tệp: mở một tệp CIF từ bài báo hoặc cơ sở dữ liệu và kiểm tra ô mạng, khối lượng riêng và liên kết trước khi dùng ở nơi khác.
- Hình minh họa: xuất PNG, hoặc thêm góc nhìn lên khung vẽ và gắn nhãn cùng phần còn lại của sơ đồ.
Đang học về trường phối tử? Hướng dẫn thuyết trường tinh thể của chúng tôi giải thích sự tách mức trong trường bát diện và tứ diện, mà bạn có thể thấy dưới dạng đa diện trong Crystal View.
Hỏi và đáp
Làm sao để mở tệp CIF trực tuyến?
Cài plugin Crystal View miễn phí trong MolDraw, mở thẻ của plugin trong trình xem 3D, nhấn Open và chọn tệp .cif. Ô mạng cơ sở hiện ra ở dạng 3D ngay trên trình duyệt; không có gì được tải lên máy chủ.
Crystal View đọc được những định dạng tệp tinh thể nào?
CIF, VASP POSCAR, tệp PDB có bản ghi CRYST1 và tệp extended XYZ có thông tin mạng tinh thể.
Plugin Crystal View có miễn phí không?
Có. Bạn chỉ cần một tài khoản MolDraw miễn phí để cài plugin.
Tôi có thể vẽ cấu trúc tinh thể trên khung vẽ 2D không?
Có. Mở tệp CIF trên khung vẽ để có một hình vẽ tinh thể chỉnh sửa được, kèm bảng điều khiển riêng cho lặp ô, hướng nhìn và nhãn. Crystal View sẽ theo dõi hình vẽ đó trực tiếp ở dạng 3D.