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xi2004

至尊木虫 (职业作家)

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[资源] 【分享】教你如何在CIF文件中表达氢键

本来是回答4028...同学的问题的. 但那个主题不知道为何被删除了.
看其他人也老在问, 就在这里说一说.

问题一:
向ACta Cryst. C或E投稿, 需要产生氢键表, 该怎么办呢?

正确次序如下:

1. 先在.ins中加

HTAB

(加在UNIT后面和FVAR之前的任何地方)

2. 从.lst中查看可能的氢键,

一般会看到如下

Hydrogen bonds with  H..A < r(A) + 2.000 Angstroms  and   110 deg.

D-H          d(D-H) d(H..A) O25-H13       0.902 2.343 149.03 3.151 O21
O19-H3       0.864 2.168 154.00 2.969 O4 [ -x, -y, -z ]
O21-H6       0.857 1.949 144.74 2.695 O27 [ -x, -y, -z+1 ]

3. 在 .ins中, 加以下行

ACTA
BOND $H
HTAB
HTAB O25 O21
EQIV $1 -x, -y, -z
EQIV $2 -x, -y, 1-z
HTAB O19 O4_$1
HTAB O21 O27_$2

(加在UNIT后面和FVAR之前的任何地方)

4. 精修n轮到收敛

5. 那么, 在.lst中

你会看到

Specified hydrogen bonds (with esds except fixed and riding H)

  D-H       H...A       D...A       <(DHA)

  0.90       2.34       3.151(8)    149.0       O25-H13...O21
  0.86(2)    2.17(4)    2.969(8)    154(8)    O19-H3...O4_$1
  0.86(2)    1.95(6)    2.695(7)    145(8)    O21-H6...O27_$2

5. 而在 .cif中,

你会看到以下信息. 注意一下 symmtry code的对应关系.
比如3556 表示 -x, -y, 1-z

_symmetry_cell_setting          monoclinic
_symmetry_space_group_name_H-M P2(1)/n

loop_
_symmetry_equiv_pos_as_xyz
'x, y, z'
'-x+1/2, y+1/2, -z+1/2'
'-x, -y, -z'
'x-1/2, -y-1/2, z-1/2'

(这是P21/n空间群相对应的四个symmetry operations)

loop_
_geom_hbond_atom_site_label_D
_geom_hbond_atom_site_label_H
_geom_hbond_atom_site_label_A
_geom_hbond_distance_DH
_geom_hbond_distance_HA
_geom_hbond_distance_DA
_geom_hbond_angle_DHA
_geom_hbond_site_symmetry_A
O25 H13 O21  0.90 2.34 3.151(8) 149.0 .
O19 H3 O4  0.86(2) 2.17(4) 2.969(8) 154(8) 3
O21 H6 O27  0.86(2) 1.95(6) 2.695(7) 145(8) 3_556

问题二: 如何查看不常见的氢键?,
用别的程序算出来的氢键, 其acceptor的symmetry code对称码与shelx算的不一致怎么办?

象C-H...O这类氢键, Shelx好象不给计算, 至少是我不知道如何算. 那么怎么算呢?

方法一: 用Platon, 或者PWT中的Platon 其中有Calc H-bond或Calc all的命令
方法二: 用Material Studio可以检查, 但要把C设为donor

但是, 根据一些虫子的报道, Platon算出来的氢键, 其对称操作码会和XP和shelx 算出来的不一致.
这个, 据我查看, 好象是Platon计算时, 有时会把你的文件中的有些原子坐标做个平移.(是不是这个原因, 要请熟悉Platon的人说说).
而要注意的是, 有时候, XP中的symmetry code (用SYMM指令)和最终CIF中的也会有所不同, 比如 P2(1)/n, 在XP中, 就把-x, -y, -z排在2, 而在cif中是在3.

我的看法, 如果你的结构是用Shelx或Shextl解的, 可以用Platon计算非常规氢键, 但不要相信platon所给的对称操作码, 因为platon做计算时可能把有些原子的坐标平移了.
这时候, 要回过头来用XP来查对正确的对称操作码.
比如我举的上述例子, 用Platon算的, 有个氢键是
O(21) --H(6) ..O(27)  [  2545.07]    0.86    1.95    2.6946       145

那你用XP打开.ins,
fmol后,
arad 0.2 2 2 O21
envi o21

你就会发现与O21距离是2.6946对应的O27的symmetry code是2556,
symm 一下, 发现
2 对应的是-x, -y, -z
所以, O27的对称操作是-x, -y, 1-z
而要注意的是, 在CIF中, -x, -y, -z是排在第三个的, 所以O27的symmetry code 最后在CIF中应为3556.

所以, 关键是要明白symmetry code的含义.
然后要以CIF中的为准.

问题三: 对称操作的含义

关于对称操作码的含义, 举个例子:

比如 P21/n 这个空间群,
在CIF中有
_symmetry_cell_setting          monoclinic
_symmetry_space_group_name_H-M P2(1)/n

loop_
_symmetry_equiv_pos_as_xyz
'x, y, z'
'-x+1/2, y+1/2, -z+1/2'
'-x, -y, -z'
'x-1/2, -y-1/2, z-1/2'

上面四个就是P21/n这个空间群对应的对称操作.

如果你有个氢键是:

O21 H6 O27  0.86(2) 1.95(6) 2.695(7) 145(8) 3_556

就表明: O27的坐标是在 -x, -y, 1-z的位置.

其中3表示空间群P21/n的第三个对称操作, 即'-x, -y, -z' ; 也就是在_symmetry_equiv_pos_as_xyz 中排第三的那个操作.
而556表示在a, b ,c方向上的平移. 5不平移. 6是往正方向平移一个单胞, 即+1, 4是-1.

注意一下, 在.ins中, 对称操作数目对有心的空间群来说是减半的, 而且x, y, z这个操作也不会出现. 比如
上述P21/n,  在.ins中, 就只出现 0.5-X, 0.5+Y, 0.5-Z

具体举例如下:

TITL NONE in P2(1)/n
CELL 0.71073 1.0000 1.0000 1.0000  90.000  90.000  90.000
ZERR 1.00 0.0002 0.0002 0.0002 0.000 0.030 0.000
LATT  1
SYMM 0.5-X, 0.5+Y, 0.5-Z

[ Last edited by xi2004 on 2009-7-31 at 09:15 ]

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