22 DIAMOND教程B：高级示例
沿c轴查看将得到最佳的投影效果，因此请点击“c”按钮然后关闭对话框。现在堆积图中的分子堆积形式看起来已经相当清晰（图27）。 您可能会有兴趣研究一下两个交错相叠分子的分子平面间距。那么首先我们需要创建所谓的“least-square（最小二乘）”平面，分别通过两个相邻且平行的芘分子，然后测量两个平面间的距离。
图27：对研究分子堆积形式而言，晶胞c轴是最佳的观察视角。
第一个平面将穿过右上顶点的芘分子：请右键单击该分子中的任意一个原子，然后在弹出菜单中选择“Select Molecule(s)（选择分子）”。这时，整个分子的所有原子和化学键均已被选中，外围将出现黄色边框。之后，从“Objects/Planes...（对象/平面）”子菜单中选择“Create Plane Through Atoms...（创建通过原子的平面）”命令。在“Plane through Atoms（通过原子的平面）”对话框中，您可以选择在通过最小二乘法计算平面的时候算入或排除哪些原子。默认情况下，您在结构图中选择的所有原子都将包括在内，如左侧复选框所示（图28）。
图28：当您执行“Create Plane Through Atoms...（创建通过原子的平面）”命令时，弹出对话框列出了您在结构图中选择的所有原子。您可以通过选择/取消选择各个原子前的复选框 来决定这些原子是否参与计算最小二乘平面。此外，当前平面的表达式将显示在对话框底部。 DIAMOND教程B：高级示例 23
此时选择默认设定即可，点击“OK（确定）”关闭对话框，然后按
在当前版本的DIAMOND软件中，还无法实现在结构图中直接选择平面对象。如果您希望更改现有平面的设置（如颜色或标题），请在屏幕右上方的表格面板中选择“Table of Planes（平面对象列表）”，然后选中您希望更改设计的平面。然后请从“Objects/Planes...（对象/平面）”子菜单中选择“Edit Plane（编辑平面）”命令。
图29：由右上方芘分子中原子定义的第一个平面已经创建。
此外，一旦创建平面以后您无法再更改参与计算平面的原子。如果您希望更改构成平面的原子，那么您必须先删除该平面并创建一个新的平面。请首先在“Table of Planes（平面对象列表）”中选择希望删除的平面，然后请从“Objects/Planes...（对象/平面）”子菜单中选择“Delete Plane(s)（删除平面）”命令。
图30：第二个平面也已经创建，颜色为黄色。
这次我们想给第二个平面换种颜色：请点击对话框中的“Style（样式）”表单，打开颜色选
24 DIAMOND教程B：高级示例 择框，从最下面一排中选择淡黄色。随后，点击“OK（确定）”按钮关闭对话框，再按
如果您旋转结构图（例如选择“Rotate along x-/y-axis（绕x/y轴旋转）”跟踪模式），您会发现两个平面看起来像是相互平行的。您可以从“Tools/Calculate...（工具/计算）”子菜单中选择“Angle Between Planes（平面间角度）”命令来验证：在弹出对话框的底部显示两平面间的二面角角度为0.0°（图31）。
图31：两平面间二面角角度为0.0°。
您可能还记得我们创建平面的初衷是测量平面间距。事实上由于这两个平面相互平行，平面间距测量已经自动完成：在“Angle between Planes or Lines（平面或直线间角度）”对话框中显示两平面间距离为3.4264 ?。
DIAMOND教程B：高级示例 25
探究未知晶体结构
在这部分教程中您将学习到： y y 如何通过一步步地探究未知晶体结构来了解晶体的基本构造原理 如何利用DIAMOND的众多功能来展现您对晶体结构深入理解 您一定会经常得到一些新的未知晶体结构数据。这种情况下，您完全可以借助DIAMOND丰富的功能来一步步地探究新晶体结构，直到您能够充分理解其构造原理为止。这一章将主要向您介绍如何解决这类问题。
在我们的示例中，未知晶体结构由名为“unknown.cif”的CIF文件来描述。您首先需要做的是从unknown.cif文件中导入晶体结构数据：如果还没有打开DIAMOND，请先启动软件。随后，请从“File（文件）”菜单中选择“Open（打开）”命令，请将对话框底部的文件类型设定为“CIF (*.cif)”，然后选择DIAMOND程序文件夹下的“Tutorial”子文件夹（例如“C:\\Program Files\\Diamond 3\\Tutorial”）中的“unknown.cif”。最后请点击“Open（打开）”，并逐步完成“File Import Assistant（文件导入助手）”。在“File Import Assistant（文件导入助手）”的“Picture creation（图像绘制）”页面中，请选中“If the dataset is a crystal structure（如果数据集为晶体结构）”下的“Create a blank picture（创建空白图像）”，然后点击“Next（下一步）”到最后一页并点击“Finish（完成）”。右上方的数据摘要栏显示的是当前晶体结构数据，但是结构图区域现在还是一片空白。
一般来说，向DIAMOND导入新晶体结构数据之后，最好先让DIAMOND自动绘制图像以便对晶体结构有初步印象。如果您在“File import（文件导入）”助手阶段错过了相应操作（如本示例中），可以通过以下方法很方便地实现：点击工具栏上相应的按钮或者从“Picture/Guidance（图像/向导）”子菜单中选择相应命令，之后DIAMOND将自动绘制晶体结构图（图32）。
图32：由DIAMOND自动绘制的未知晶体结构图可以看出晶体结构相当复杂。
26 DIAMOND教程B：高级示例
晶胞中有大量原子和化学键，第一眼看去，堆积形式显得非常复杂。因此，从一个原子起步重新开始并一步一步地构建晶体结构（例如为初始原子添加配位原子，在此基础上继续添加配位原子等）是个不错的选择。但是在此之前我们首先必须删除结构图中的现有内容。请点击底部工具栏上的“Destroy all（清除所有）”按钮，或者从“Build/Destroy（构建/清楚）”子菜单中选择“All（所有）”命令。结构图现在再次变为空白，我们也可以开始重新构建晶体结构。
第一步需要做的是检查原子间距，DIAMOND根据原子间距判断某原子是否属于另一原子的配位层，即所谓“连接性”。请通过“Build（构建）”菜单中的相应命令或者工具栏上的相应按钮打开“Connectivity（连接性）”对话框（图33）。
图33：所谓的“Connectivity（连接性）”对话框是DIAMOND的基本工具之一。用户在此可以调整所有原子组对的原子间距，DIAMOND将根据原子间距创建化学键和多面体等。
对话框左上方的表格中列出了当前数据集包含的所有原子组对，以及原子间距的最大值和最小值。如果某实际原子间距在相应的原子间距区间内，DIAMOND则认为它们之间将以化学键相连。这些信息主要用于创建化学键和多面体等。
所谓原子组的默认定义是具有相同氧化态同种元素的所有原子。您可以从“Build（构建）”菜单中打开“Atom groups（原子组）”对话框来更改原子参数列表中个别原子的原子组分配。
请不要混淆原子组和原子类型这两个概念！原子类型通常由元素和氧化态来定义，而且与原子组不同的是，某原子的原子类型无法更改。原子类型可以用来查看“Distance and angles（距离和角度）”。
DIAMOND根据每个原子组的有效半径已经提供了绝大多数元素对的原子间距上限和下限。但是考虑到原子间距的重要性，我们强烈建议您在绘制结构图之前检查所有原子组对的间距设置。为了帮助您确定合理的“DMin”值和“DMax”值，DIAMOND提供了原子间距统计直方图与ICSD数据库1010中所有相应原子间距的对比。请务必选中对话框右侧的“Statistics（统计结果）”复选框！ 之后请点击原子组对列表的第一行，即“P+5 - P+5”。请观察对话框底部的原子间距直方图：所有原子间距（黑线）均没有落入标示配位间距上边界和下边界的两条红线之间。这一点很合理，因为我们并不指望含有额外氧原子的化合物中存在P-P键。“P+5 - W+6”这组的情况与上一组相同，所以请继续到第三行（“P+5 - O-2”）。这里明显有些原子间距（黑线）处于红线之间，因此相应原子之间存在化学键。请注意 原子间距上限（DMax = 1.752 ?）与右
ICSD（Inorganic Crystal Structure Database，无机晶体结构数据库）由Fachinformationszentrum Karlsruhe, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany编撰发行。
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