Программа "Метод Ритфельда – Rietveld" (стр. 3 )

Для расчета торсионных углов используется построение из четырех атомов, образующих последовательную цепочку. Если через первые три атома цепочки провести плоскость, то угол, на который следует повернуть четвертый атом вокруг линии, образованной вторым и третьим атомами, чтобы четвертый атом оказался в плоскости, называется торсионным.

После выбора - «Рассчитать» на белом фоне нижней панели появляются торсионные углы для выбранных атомов. В приведенном примере первая строчка aO2..Ca2..aCa2..aO2 – это четыре химически связанные атома, образующие последовательную цепочку. Через первые три атома цепочки aO2..Ca2..aCa2 проводится плоскость. Четвертый атом aO2 поворачивают на торсионный угол –153.49 градуса вокруг линии, образованной вторым атомом Ca2 и третьим атомом aCa2.

3. Расчет плоскости, проведенной через группу атомов

Расчет плоскости, проведенной через группу атомов, можно сделать в окне «Геометрия для ***», выбрав инструмент - «Геометрия» в окне «Рассчитанные структурные данные/Общие данные».

Для расчета плоскости, проведенной через группу атомов, следует активизировать флажок «Плоскости» и выбрать атомы в колонке «Флаг», между которыми будет проведена плоскость. В предложенном примере выбраны атомы Са2, Cl и V для первой плоскости и атомы Са2, Cl, V и O2 для второй плоскости.

Рассчитанных плоскостей может быть несколько.

Используются следующие кнопки:

- «Новая плоскость» вносит порядковый номер плоскости.

- «Добавить атомы в плоскость» заносит в список атомы, через которые будет проводиться плоскость.

- «Удалить плоскость» убирает выделенную строку в раскрывающемся списке «Плоскости».

- «Очистить список» удаляет все выбранные атомы для построения плоскостей из списка.

После выбора - «Рассчитать» на белом фоне нижней панели появляются уравнения плоскостей, проведенных через выбранные группы атомов. В приведенном примере это плоскость (1), проведенная через три атома Са2, Cl и V, и плоскость (2), проведенная через четыре атома Са2, Cl, V и O2.

Плоскость (1) проходит через три атома, и, следовательно, отклонение от плоскости этих атомов нулевые и критерий c2 = 0.

Наилучшей плоскостью, проведенной через четыре и более атомов, является такая плоскость, для которой сумма квадратов расстояний атомов от этой плоскости является минимальной. Решение ищется с помощью множителей Лагранжа. Для плоскости (2) найдено уравнение наилучшей плоскости и расстояния от выбранных атомов до этой плоскости. В круглых скобках указаны погрешности расстояний выбранных атомов до плоскости, которые рассчитываются из погрешностей координат атомов.

Между нормалями к плоскостям помимо этого рассчитываются углы. В приведенном примере угол между плоскостью (1) и плоскостью (2) составляет 9.1 градуса.

Определение расстояния до плоскости, проведенной через группу атомов, от других атомов

При расчете уравнений плоскостей существует возможность определить расстояния от этих плоскостей не только для атомов, через которые проведена плоскость, но и для других атомов, выбранных пользователем. Для этого надо отметить эти атомы в списке (колонка «Флаг») и нажать кнопку - «Выбрать другие атомы». Они будут представлены в поле плоскости и отделены от атомов, через которые проведена плоскость точкой с запятой:

Построение плоскости через атомы в других эквивалентных позициях

Программа позволяет провести плоскости, проходящие через атомы не только в базисных позициях, но и в симметрично эквивалентных позициях.

В приведенном примере плоскость проходит через четыре атома Са2, Cl, V и O2. Но атом Ca2 находится в эквивалентной позиции, соответствующей № 2 симметричного преобразования.

Выбор другой эквивалентной позиции для Ca2 осуществлялся следующим образом.

В колонке «Флаг» атом Ca2 пометьте крестиком, затем щелкните в колонке «ID» на атоме Ca2. При этом активизируется окно:

В данном окне щелчком мыши на №2 эквивалентной позиции был выбран номер симметричного преобразования: 2. Трансляции введены в соответствующие поля: x=0.5, y=0.5 и z=0.1. Остальные атомы Cl, V и O2 были выбраны в базисных положениях (помечены крестиком в колонке «Флаг»). Затем были нажаты кнопки - «Новая плоскость» и - «Добавить атомы в плоскость».

В списке «Плоскости» появилось сообщение: Ca2(2,.5,.5,.1),Cl, V,O2.

Для атома Ca2 в скобках расписаны номер симметричного преобразования 2 и трансляции 0.5, 0.5, 0.1.

После выбора - «Рассчитать» на белом фоне нижней панели появляется уравнение плоскости, проведенной через выбранную группу атомов, и расстояния от атомов, через которые была проведена плоскость.

4. Расчет линии, проведенной через группу атомов

Расчет линии, проведенной через группу атомов, можно сделать в окне «Геометрия для ***», выбрав инструмент - «Геометрия» в окне «Рассчитанные структурные данные/Общие данные».

Для расчета наилучшей линии, проведенной через группу атомов, следует активизировать флажок «Линии» и выбрать атомы в колонке «Флаг», между которыми будет проведена линия.

В предложенном примере выбраны атомы Са2 и Cl для первой линии и атомы Са2, Cl и V для второй линии.

Рассчитанных линий может быть несколько.

Используются следующие кнопки:

- «Новая линия» вносит порядковый номер линии.

- «Добавить атомы в линию» заносит в список атомы, по которым будет проводиться линия.

- «Удалить линию» убирает выделенную строку в раскрывающемся списке «Линии».

- «Очистить список» удаляет все выбранные атомы для построения линий из списка.

После выбора «Рассчитать» на белом фоне нижней панели появляются линии, проведенные через выбранные группы атомов. В приведенном примере это линия (1), проведенная через два атома Са2 и Cl, и линия (2), проведенная через три атома Са2, Cl и V.

Линия (1) проходит через два атома, и, следовательно, отклонение этих атомов от линии нулевые и критерий c2 = 0.

Наилучшей линией, проведенной через три и более атомов, является такая линия, для которой сумма квадратов расстояний атомов от этой линии является минимальной. Решение ищется с помощью множителей Лагранжа. Для линии (2) найдено уравнение наилучшей линии и расстояния от выбранных атомов до этой линии.

В круглых скобках указаны погрешности расстояний от выбранных атомов до линии, которые рассчитываются из погрешностей координат атомов.

Между линиями рассчитывается угол. В приведенном примере угол между линией (1) и линией (2) составляет 90.0 градусов.

Определение расстояния до линии, проведенной через группу атомов, от других атомов

При расчете уравнений линий существует возможность определить расстояния до этих линий не только для атомов, через которые проведена линия, но и для других атомов, выбранных пользователем. Для этого надо отметить эти атомы в списке (колонка «Флаг») и нажать кнопку - «Выбрать другие атомы». Они будут представлены в поле линии и отделены от атомов, через которые проведена линия точкой с запятой:

Построение линии через атомы в других эквивалентных позициях

Программа позволяет провести линии, проходящие через атомы не только в базисных позициях, но и в симметрично эквивалентных позициях.

В приведенном примере линия проходит через три атома Са2, Cl и V. Но атом Ca2 находится в эквивалентной позиции, соответствующей № 2 симметричного преобразования.

Выбор другой эквивалентной позиции для Ca2 осуществлялся следующим образом. В колонке «Флаг» атом Ca2 пометьте крестиком, затем щелкните в колонке «ID» на атоме Ca2. При этом активизируется окно:

:

В данном окне щелчком мыши на №2 эквивалентной позиции был выбран номер симметричного преобразования: 2. Трансляции введены в соответствующие поля: x=0.5, y=0.5 и z=0.1. Остальные атомы Cl и V были выбраны в базисных положениях (помечены крестиком в колонке «Флаг»). Затем были нажаты кнопки - «Новая линия» и - «Добавить атомы в линию».

В списке «Линии» появилось сообщение: Ca2(2,.5,.5,.1),Cl, V.

Для атома Ca2 в скобках расписаны номер симметричного преобразования 2 и трансляции 0.5, 0.5, 0.1.

После выбора - «Рассчитать» на белом фоне нижней панели появляется уравнение линии, проведенной через выбранную группу атомов, и расстояния от атомов, через которые была проведена линия.

Структура файлов

1. Файл эксперимента для ДРОН-7

Съемка образцов для дифрактометра ДРОН-7 состоит из нескольких файлов, имеющих одинаковое имя, но разные расширения, которые присваиваются к имени файлов автоматически:

1.  *.dsc - файл описатель съемки, который можно прочитать любым текстовым редактором, например, «Блокнотом»;

2.  *.D01, *.D02 и т. д. – файлы с интенсивностями для каждого снятого (полностью или частично) интервала, записанные в двоичном виде, прочитать их в текстовом редакторе нельзя. Длина каждой записи в этих файлах равна 4 байтам. Количество записей равно количеству снятых точек.

Файл – описатель *.dsc состоит из трех секций. 1. [Comment] – содержит комментарий к образцу, набираемый на клавиатуре, и основные условия съемки. Данная секция необязательна для заполнения. 2. [General] – содержит название метода и характеристики выбранного излучения: Method=1 – выбран метод 2Q - Q (одновременное движение приставки и детектора), Method=2 - выбран метод 2Q (движение детектора при неподвижной приставке), Method=3 - выбран метод Q (движение приставки при неподвижном детекторе), L1 – длина волны Кa1 излучения анода, L2 - длина волны Кa2 излучения анода, Lm – средняя длина волны излучения анода, Beta - длина волны Кb излучения анода,

r – отношение интенсивностей спектральных линий Ia2 / Ia1,

m - характеристика метода съемки. Если m=0 или нет никакого значения (m= ), то методы съемки 2Q - Q, 2Q или Q.

3. [Intervals] – содержит информация о снятых интервалах, например:

2Q1	2Qn	h2Q	Q1	Qn	hQ	t	Nscan	Снятый интервал	Расш.	Статус
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
20	60	0.02	10	30	0.01	2	1	2	D01	1

Значения через точку с запятой показывают:

1	2Q1	начальный угол детектора	град.
2	2Qn	конечный угол детектора	град.
3	h2Q	шаг детектора	град.
4	Q1	начальный угол приставки	град.
5	Qn	конечный угол приставки	град.
6	hQ	шаг движения приставки	град.
7	t	время съемки в точке (экспозиция)	сек
8	Nscan	количество сканов
9	Снятый интервал	0 - обозначает неснятый интервал, 1 - обозначает не полностью снятый интервал, 2 - обозначает полностью снятый интервал
10	Расш.	порядковый номер снятого интервала (D01, D02 и т. д.)
11	Статус	0 - тоже, что и 1, 1 – обозначает, что способ сохранения данных в окне «Новый интервал» был выбран как скорости счета, 2 - обозначает, что способ сохранения данных в окне «Новый интервал» был выбран как набор импульсов

2. Файл эксперимента для ДРОН-4

Съемка образцов состоит из нескольких файлов: файла – описателя съемки и файлов с интенсивностями для каждого снятого интервала.

Файл – описатель выглядит как dscr. t, если съемка проводилась по набору интенсивностей, и dscr. n, если съемка проводилась по набору импульсов. Файл – описатель записан в символьном виде, и прочитать его в текстовом редакторе нельзя.

Файлы интенсивностей выглядят как D.01, D.02 и т. д. Для каждого снятого интервала образуется свой файл интенсивностей. Файлы интенсивностей также записаны в символьном виде, и прочитать их в текстовом редакторе нельзя.

3. Текстовый файл эксперимента

В первой строке записан начальный угол съемки, конечный угол съемки и шаг съемки, разделенные пробелами. Во второй и последующих строках подряд записаны интенсивности в каждой точке съемки, также разделенные пробелами. Количество значений в строке восемь.