Кристаллографическая база данных
-
Кристаллографические базы данных
- Хранят информацию о структуре молекул и кристаллов
- Используются для идентификации и анализа кристаллических структур
-
Кристаллические структуры
- Регулярно повторяющееся расположение атомов, ионов или молекул
- Определяются по данным рентгеновской или нейтронной дифракции
- Хранятся в базах данных кристаллической структуры
-
Доступ и права использования
- Различаются по доступу и правам использования
- Некоторые базы данных предоставляют возможности визуализации структуры
-
Формат CIF
- Стандартный формат для обмена кристаллографическими данными
- Поддерживается всеми основными базами данных
-
Тенденции и публикации
- Более 700 000 кристаллических структур опубликовано с 2008 года
- Около 1 000 000 молекулярных и кристаллических структур известно с 2016 года
- Кристаллические структуры подразделяются на минералы, металлы, неорганические вещества и другие категории
-
Поиск и анализ
- Возможности поиска различаются, включая ключевые слова, физические свойства и химические элементы
- Современные базы данных основаны на модели реляционной базы данных
-
Идентификация кристаллической фазы
- Кристаллический материал делится на монокристаллы, двойные кристаллы, поликристаллы и кристаллический порошок
-
Определение кристаллических фаз
- Кристаллические фазы определяются как области с одинаковой кристаллической структурой.
- Одиночные и сдвоенные кристаллические образцы представляют собой отдельные фазы.
- Образцы поликристаллического или кристаллического порошка могут состоять из нескольких фаз.
-
Идентификация кристаллических фаз
- Идентификация фаз возможна путем сопоставления кристаллографических параметров с базой данных.
- Химический состав фазы может сократить количество записей в базе данных.
-
Порошковая дифракционная дактилоскопия
- Применение дифракции к порошкам и поликристаллам упрощает процесс идентификации.
- Данные дифракции представлены в виде зависимости интенсивности от расстояния между решетками.
- Алгоритмы поиска соответствия сравнивают тестовые отражения с записями в базе данных.
-
Снятие отпечатков пальцев с решетчатой каймой
- Порошковые дифрактограммы маленьких монокристаллов подвержены уширению пиков.
- Просвечивающая электронная микроскопия позволяет получать изображения и дифрактограммы нанометровых кристаллитов.
- Алгоритмы поиска совпадений используют графики отпечатков пальцев с полосами решетки.
-
Морфологическая дактилоскопия
- Обобщенный закон Стено позволяет снимать отпечатки пальцев с монокристаллов.
- Оптическая гониометрия и просвечивающая электронная гониометрия используются для идентификации кристаллических материалов.
-
Согласование с решеткой
- Параметры кристаллической решетки могут быть получены из данных дифракции.
- Алгоритмы сопоставляют уменьшенные ячейки с записями в базе данных.
- Согласование с решеткой полезно для идентификации фаз на ранних стадиях образования монокристаллов.
-
Визуализация кристаллических структур
- Новые базы данных интегрируют визуализацию кристаллических и молекулярных структур
- Специализированные базы данных предоставляют результаты морфологической или тензорной визуализации
-
Кристаллические структуры
- Кристаллическая структура описывает трехмерное расположение атомов, ионов или молекул
- Элементарная ячейка представляет собой простейшее повторяющееся звено структуры
- Визуализация может быть сведена к расположению атомов в элементарной ячейке
-
Пространственная группа и мотивы
- Пространственная группа описывает симметрию структуры
- Мотив кристаллической структуры задается асимметричной единицей
- Содержимое элементарной ячейки восстанавливается с помощью операций симметрии
-
Связи и углы
- Связи между атомами определяются по характерным расстояниям
- Углы связи могут быть выведены из векторов связи
- Расстояния и углы связи доступны в табличной форме или интерактивно
-
Шарообразные модели
- Шарики представляют атомы, палочки — связи
- Органические молекулярные единицы должны быть представлены в виде двумерных формул и трехмерных структур
-
Морфология и физические свойства
- Минералоги интересуются морфологическими особенностями кристаллов
- Физики-кристаллографы интересуются анизотропными физическими свойствами
- Данные о морфологии и физических свойствах хранятся в специализированных базах данных
-
Базы данных
- Примеры баз данных: AMCSD, CSD, COD, COD+, CMD, ICSD, MaterialsProject, MPDS, MaterialsWeb, CRYSTMET, NIST, NIST Surface Structures, PDB, WCD
- Специализированные базы данных: EDU-COD, BMCD, CMD, гипотетические структуры, MOF, MPCD, МОФомика, NCD, PCOD, TCOD, ЦЕОМИКА