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TECHNICAL ARTICLES衍射圖,討論二
對(duì)于非缺面孿晶導(dǎo)致|Fo|不對(duì)的問(wèn)題,如果我們養(yǎng)成了良好的習(xí)慣:對(duì)于所有的晶體都應(yīng)在RLATT里檢查倒易點(diǎn)陣的排列,那么我們就會(huì)馬上去發(fā)現(xiàn)晶體的問(wèn)題。然而除了非缺面孿晶,晶體的問(wèn)題還包括很多,比如超晶格,調(diào)制結(jié)構(gòu)(周期或者非周期的衛(wèi)星衍射點(diǎn)),彌散的衍射信號(hào)等。但是單晶衍射數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中,通常是基于定出的晶胞對(duì)有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原,而不是所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),所以很多被排除在外的信號(hào)其實(shí)表示了晶體內(nèi)含的一些結(jié)構(gòu)性質(zhì)。而這些在hkl文件并不會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。從某種意義上說(shuō),單晶衍射是采用晶體的理論對(duì)晶體進(jìn)行的結(jié)構(gòu)解析,所以hkl文件并不是衍射信息的全部。相對(duì)于單晶衍射來(lái)說(shuō),粉末衍射雖然沒(méi)有單晶衍射數(shù)據(jù)的清晰,但是衍射信息卻全都記錄在內(nèi),沒(méi)有單晶衍射的“挑選"問(wèn)題,所以更加的真實(shí)。所以不管什么樣的數(shù)據(jù),都不應(yīng)該拋開(kāi)衍射圖,而把眼光局限在hkl文件上。實(shí)際上,大多數(shù)晶體學(xué)的問(wèn)題都能在衍射圖上找到答案。
▲圖1 A: Diffuse signal background B: Modulation data C Diffused Reflections
除了這些在數(shù)據(jù)收集中能明顯觀察到的問(wèn)題,一些孿晶的問(wèn)題(缺面孿晶和贗缺面孿晶)則非常的隱蔽。從衍射圖上,我們幾乎觀察不到相應(yīng)的問(wèn)題。但是如同之前所寫(xiě)的那樣,一旦找到了相應(yīng)的孿晶法則,修正了hkl文件中的|Fo|,結(jié)構(gòu)精修就變得迎刃而解。表觀上看起來(lái)很亂,很詭異的Q峰,可能只不過(guò)孿晶造成的假象,而不是真實(shí)的無(wú)序。比如下面這個(gè)結(jié)構(gòu)中,在咪唑環(huán)的附近有一個(gè)7.8 的Q峰。很明顯從結(jié)構(gòu)合理上,這里不會(huì)是任何原子。強(qiáng)制性定成C原子,固然可以降低整體的R值,但是違背了基本的原則:化學(xué)結(jié)構(gòu)合理。此時(shí)的Rint值雖然看起來(lái)很漂亮只有6%,但是結(jié)構(gòu)精修卻不理想。R1值高達(dá)20%。如果仔細(xì)看lst文件中的|Fo|基本遠(yuǎn)大于|Fc|。并且Fo vs Fc的數(shù)據(jù)點(diǎn)散落在對(duì)角線的附近。這些跡象都表明有潛在的孿晶的跡象。而對(duì)于這么一個(gè)三方晶系的結(jié)構(gòu),缺面孿晶其實(shí)十分的常見(jiàn)。簡(jiǎn)單的用Platon找一下孿晶法則,就可以看到顯而易見(jiàn)的推薦。
▲圖2 尋找孿晶法則
在加入孿晶法則精修后,R1迅速下降到8%。原本詭異的Q峰也消失不見(jiàn)。其實(shí)如同非缺面孿晶一樣,這些都只不過(guò)是衍射點(diǎn)的疊加造成的|Fo|不對(duì),自然電子云也不真實(shí)。不過(guò)處理缺面孿晶的前提依然是采集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。如果這個(gè)晶體本身是缺面孿晶,采集數(shù)據(jù)的時(shí)候又沒(méi)有仔細(xì)挑晶體,引入了非缺面孿晶,那么后面的工作就會(huì)很頭大了…
▲圖3 孿晶法則精修之后
截?cái)嘈?yīng)
當(dāng)然Q峰不只是正峰,還有負(fù)峰。不正常的Q峰也不只是,在我們常見(jiàn)的原子的周?chē)?,也可以在原子的位置。這時(shí)候如果你不會(huì)看電子云圖(相對(duì)于Q峰,我更喜歡用電子云圖來(lái)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)精修),表觀上看到的就是原子熱震動(dòng)的詭異,太大或者太小。尤其是我們常說(shuō)的截?cái)嘈?yīng)造成的Q峰。截?cái)嘈?yīng)的根本是我們無(wú)法收集到高分辨率的數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)短缺,從而導(dǎo)致的Fourier轉(zhuǎn)換時(shí)峰的疊加造成的問(wèn)題。它一般出現(xiàn)在原子的周?chē)?,像原子周?chē)ɡ艘粯?。同時(shí)也會(huì)在某些特定的位置,形成峰的疊加或抵消。這個(gè)問(wèn)題很多時(shí)候可以通過(guò)更高分辨率的數(shù)據(jù)得以解決,因?yàn)閿?shù)學(xué)方程就在那里。所以如果晶體質(zhì)量很好,可以收集高分辨率的數(shù)據(jù),眼光就不要局限在師兄教你的0.83?。如下圖中的數(shù)據(jù),原子不正常的NPD(不正常的疊加峰導(dǎo)致),只提高一下分辨率就迎刃而解。
截?cái)嘈?yīng)這是一個(gè)很大的話題,有時(shí)間我們深入的探索一下,不過(guò)簡(jiǎn)而言之,不要?jiǎng)硬粍?dòng)就讓截?cái)嘈?yīng)來(lái)背鍋...(未完待續(xù))
▲圖4 Fourier Ripple
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