vizualizace krystalové struktury
DESCRIPTION
Vizualizace krystalové struktury. Individuální seminární práce pro udělení zápočtu z předmětu Anorganická chemie 2013. Vizualizace struktury krystalů snadno , rychle a bezbolestně. Osobnosti, které umožnily vizualizaci. Wilhelm Conrad Roentgen 27.3.1845 – 10.2.1923 německý fyzik - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Vizualizace krystalové struktury
Individuální seminární práce pro udělení zápočtu z předmětu Anorganická chemie 2013
Vizualizace struktury krystalů snadno, rychle a bezbolestně
Wilhelm Conrad Roentgen
27.3.1845 – 10.2.1923německý fyzik1901 Nobelova cena za fyziku– záření X – rentgenové paprsky
Osobnosti, které umožnily vizualizaci
William Lawrence Bragg
31.3.1890 – 1.7.1971
narozen v Austrálii
britský fyzik a krystalograf
1912 objevil Braggovy zákony rentgenové difrakce základ pro určení krystalů
1915 spolu s otcem Williamem Braggem – Nobelova cena za fyziku
Osobnosti, které umožnily vizualizaci
*14.2.1917 – 23.10.2011 americký matematik vyvinul matematickou metodu pro přímý převod rentgenových dat struktur molekulárních krystalovaných materiálůspolu s Jerome Karlem získal za tento postup Nobelovu cenu za chemii za rok 1985
Herbert Aaron Hauptman
Osobnosti, které umožnily vizualizaci
Jerome Karlerodné jméno Jerome Karfunkel *18.6.1918 americký fyzikální chemikspolečně s Herbertem A. Hauptmanem získal Nobelovu cenu za chemii 1985 za přímou analýzu krystalových struktur použitím techniky rozptylu rentgenových paprsků
Osobnosti, které umožnily vizualizaci
Pro znázornění jednoduché chemické sloučeniny si bohatě vystačíme s chemickými vzorci. Díky molekulovým, funkčním či strukturním vzorcům si vytváříme představu o struktuře, poměru atomů či jejich uspořádání. Ale co dělat ve chvíli, kdy narazíme na sloučeninu složitější a papír s tužkou nám již přestanou být dobrými pomocníky? Právě v tuto chvíli je ideálním řešením počítačová vizualizace.
Proč vizualizovat v anorganické chemii?
Pro úspěšné zobrazení struktury jsou nezbytné dva kroky
získat tzv. CIF soubor daného krystalu a mít vhodný vizualizační program, který zobrazí interaktivně model struktury
Co je k vizualizaci potřeba?
CIF je flexibilní a volně dostupný soubor, který obsahuje detailní informace o daném krystalu
Po jeho otevření ve vhodném vizualizačním programu je možné strukturou otáčet, přibližovat ji, zobrazit velikost atomů, měřit délky vazeb a získávat další informace
Co je k vizualizaci potřeba?
CIF formáty krystalů jsou dostupné na webové adrese Americké mineralogické společnosti rruff.geo.arizona.edu/AMS.
CIF data lze vyhledat několika způsoby, nejjednodušší je zadání názvu anglického minerálu, popř. prvků, které minerál obsahuje do příslušné kolonky na úvodní stránce.
Pozor na překlepy! Poté již stačí kliknout na „Download CIF data“ a uložit si soubor do počítače.
Neznáme-li správný název minerálu odpovídajícího hledané sloučenině, pomůžeme si databází mindat.org a jejím vyhledáváním podle prvků
Co je k vizualizaci potřeba?
mindat.org rruf.geo.arizona.edu/AMS
databáze
krystal
cif
Schéma postupu
hledání podle složení
hledání podle názvu minerálu
Mindat.org
vyberete prvky
necháte vyhledat minerály
Mindat.org
Mindat.org
Získáte abecední seznam i se vzorci, kliknutím na modrý název krystalu otevřete databázi informací
Mindat.org
Hlavní stránka databáze pro daný krystal
Mindat.org
U známějších krystalů nalezneme interaktivní model struktury v apletu Jmol, můžeme otáčet modelem, měřit vzdálenosti a úhly, měnit typ zobrazení …
přechod na AMS databázi
Mindat.org
CIF file získáme až po přechodu na link AMS
stáhněte a uložte cif data
Databáze AMS
zde stáhneme a uložíme CIF data
vizualizační software
JmolMercury
CrystalMaker
DiamondViewerLite
cif
Schéma dalšího postupu
pro práci s modely využijeme některý z nabídnutých programů
Jmol: http://jmol.sourceforge.net/freeware, možnost programování, relativně snadná obsluha, slabší grafika, možnost „prostorového“ zobrazení, je k dispozici i český popis
Jmol
Mercury 2.4.6Mercury 2.4.6 http://www.ccdc.cam.ac.ukfreeeware, jednoduchá obsluha, pravoúhlé projekce, průměrná grafika, obrázky lze přímo stáhnout
Diamond: http://www.crystalimpact.com/diamond/ velmi pěkná grafika, složitější obsluha, demoverze zdarma, obrázky jen PrintScreen
Diamond
Crystal Maker: http://www.crystalmaker.comdemoverze, lze ukládat jen obrázky PrintScreen systémem, snadné měření, snadná obsluha
CrystalMaker
ViewerLite 5.0, případně nový DS Vizualizer2.5, freeware firmy Accelryspěkná grafika, možnost ukládání obrázků
ViewerLite 5.0
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury následujících solí a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic), určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik obráceně nabitých částic je okolo kationtu respektive aniontu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)
NaCl – KCl
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury následujících solí a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic), určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik obráceně nabitých částic je okolo kationtu respektive aniontu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)
KNO3 – NaNO3
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury následujících solí a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic),určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik obráceně nabitých částic je okolo kationtu respektive aniontu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)
kyselina boritá a borax
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury následujících solí a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic),určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik obráceně nabitých částic je okolo kationtu respektive aniontu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)Uhličitan vápenatý v modifikaci
kalcit a aragonit
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury následujících solí a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic),určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik obráceně nabitých částic je okolo kationtu respektive aniontu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)Oxid titaničitý v modifikacích
rutil a anatas
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury vylosovaného hydrátu a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (ionty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi částic)Určete strukturální uspořádání vylosovaného
hydrátu soli(vzdálenosti, úhly, koordinační čísla)
úkoly
Nalezněte cif data a zobrazte struktury vylosovaných dvou kovů a měřením porovnejte vzdálenosti mezi atomy (kationty) a úhly mezi vazbami (spojnicemi kationtů),určete koordinační číslo atomů tvořících strukturu (kolik kationtů je okolo jednoho kationtu ve stejných vzdálenostech nejblíže), najděte prvky symetrie modelů (rovina symetrie, osa symetrie, bod symetrie)Určete strukturální uspořádání vylosovaných
dvou krystalických kovůTermín odevzdání – podmínka udělení zápočtu