特殊無序結(jié)構(gòu)繪圖
特殊無序通常指穿過對稱元素的無序,這樣的無序通常在不對稱單元中只有一個組分,用負(fù)序號的PART指令處理,而其他組分則通過對稱操作得到,因此在進(jìn)行生長、堆積等作圖時,會出現(xiàn)多組分結(jié)構(gòu)片段,這種特殊無序不像普通無序那樣在不對稱單元中由PART指令分成多個組分,可由軟件對不同的組分進(jìn)行切換顯示,或通過編輯CIF文件來形成僅用于作圖的單個組分CIF文件來實現(xiàn)對無序的單個組分顯示繪圖。在繪制非堆積的少部分結(jié)構(gòu)示意圖時,對于特殊無序可以進(jìn)行手動刪除以保留單組分原子,而繪制堆積圖時,則無法通過手動刪除來顯示單一組分,通常的做法是在晶體結(jié)構(gòu)圖中保留全部組分。
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普通無序組分單獨顯示組分的視頻可參閱:
Diamond基操-使用過濾器顯示不同的無序組分:https://www.bilibili.com/video/BV1rY411173G
Mercury中如何繪制無序組分:https://www.bilibili.com/video/BV1qb4y1Q7An(該視頻中包手動編輯CIF文件教程)
Mercury-無序組分切換顯示:https://www.bilibili.com/video/BV1Uh4y1h7sY
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以下是一些特殊無序及其繪圖示例。
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呈現(xiàn)軟件:
Olex2[1](版本:Olex2-1.5)
Mercury[2](版本:Mercury?2023.2.0 (Build 382240))
CIF文件下載:
CCDC[3]官網(wǎng)
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案例1:Adv. Synth. Catal.?2018,?360, 2437–2545. (DOI: 10.1002/adsc.201800347, CCDC: 1838542)
該結(jié)構(gòu)整個分子是一個穿過對稱元素(C2軸,圖1.2)的特殊無序,整個分子由PART -1 10.5進(jìn)行無序處理,如圖1.1所示。
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其完整的兩個組分如圖1.3所示。

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如果是繪制分子結(jié)構(gòu),則組需要將不對稱單元輸出為圖片即可,但如果是繪制堆積圖,那基本上就要保留所有無序組分了,如圖1.4所示。

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當(dāng)然,本案例由于兩個組分沒有共用非無序原子,因此在Olex2中可通過雙擊片段中某個原子進(jìn)而選中整個片段,如果有耐心的話,可進(jìn)行適當(dāng)刪除以保留單一組分,如圖1.5所示。

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該數(shù)據(jù)無序處理可參閱視頻:https://www.bilibili.com/video/BV1Mv411s73Q
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案例2:J. Phys. Chem. C?2022,?126, 728–736.?(DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c08962)
高溫數(shù)據(jù)常常存在整個分子的特殊無序,該案例中正文晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示,低溫(223?K)下,結(jié)構(gòu)中的有機(jī)分子為有序(A),而高溫(318?K)下該有機(jī)分子為無序(C),其無序全貌如堆積圖(D)所示。

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該無序甚至未作完整處理,Br原子橢球異常,C和N干脆未作各向異性精修,無序組分也沒有用PART指令進(jìn)行分組,僅僅是對占有率進(jìn)行了設(shè)置,如圖2.2所示。

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該數(shù)據(jù)無序完整處理可參閱視頻:https://www.bilibili.com/video/BV16G4y1s7CS
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案例3:Dalton Trans.?2022,?51, 7530–7538. (DOI: 10.1039/d2dt00121g, CCDC: 2074688, 2074732)
該文獻(xiàn)中有兩個晶體數(shù)據(jù),結(jié)構(gòu)中的四乙基胺為穿過對稱元素(C3軸)的特殊無序,在堆積圖中未對無序組分進(jìn)行手動刪除,而是保留全部無序組分,如圖3.1所示。

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綜上所述,對于包含特殊無序的晶體結(jié)構(gòu)的作圖來說,如果繪制的結(jié)構(gòu)圖包含結(jié)構(gòu)片段較少,則可手動刪除不希望展示的無序組分,而如果繪制的結(jié)構(gòu)圖包含結(jié)構(gòu)片段較多,則可保留全部無序組分。
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參考文獻(xiàn)
[1]?Dolomanov, O. V.; Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; Puschmann, H.?OLEX2: A complete structure solution, refinement and analysis program. J. Appl. Cryst.?2009,?42, 339–341.
[2]?Macrae, C. F., Edgington, P. R., McCabe, P., Pidcock, E., Shields, G. P., Taylor, R., Towler, M. & van de Streek, J. (2006).?J. Appl. Cryst.?39, 453–457.
[3]?(a) Allen, F. H. The Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising.?Acta Cryst.?2002,?B58, 380–388. (b) Allen, F. H. The Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising.?Acta Cryst.?2016,?B72, 171–179.