第１７回高校課題研究フォーラム ＠東工大 平成２２年８月２４日 パソコンを パソコンを使った結晶構造 った結晶構造の 結晶構造の描き方 （山梨大院・ 山梨大院・医工） 医工） 熊田伸弘 １ 講 演 内 容 ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ ② 結晶構造描画ソフト 結晶構造描画ソフト(VESTA) ソフト(VESTA)の (VESTA)の使い方 ③ 無機結晶構造データベース 無機結晶構造データベース(ICSD) データベース(ICSD)の (ICSD)の紹介 ④ QUESKの QUESKの使い方 ２ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ NaClの の結晶構造 Na+ Cl- ３ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ 結晶構造を描くために必要なパラメーター １ 格子定数 格子定数 ４ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ 結晶構造を描くために必要なパラメーター １ 格子定数 対称要素 ２ 空間群 ２３０の空間群 ３回回反軸 ３回軸 NaCl Fm3m (225)５ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ 結晶構造を描くために必要なパラメーター １ 格子定数 ２ 空間群 ３ 原子座標 -x -y -z xyz ６ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ NaClの結晶構造 Na+ Cl- ７ ８ ２ 結晶構造を描く 格子定数 格子定数 ９ y Z=0 000 0 0 0 0 1/2 0 X 1/2 1/2 0 1/2 0 0 1/2 1/2 0 000 1/2 0 0 1/2 1/2 0 000 0 1/2 0 １０ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ １ 繰り返しの単位 格子定数 ａ≠ｂ≠ｃ α≠ β≠ γ ≠90° 三斜晶系 底心格子(C) 単斜晶系 ａ≠ｂ≠ｃ α＝ γ ＝90° β≠90° 斜方晶系 ａ≠ｂ≠ｃ α＝ β＝ γ ＝90° 正方晶系 ａ＝ｂ≠ｃ α＝ β＝ γ ＝90° 三方晶系 ブラベ格子 ａ＝ｂ≠ｃ α＝ β ＝90° γ ＝120° ａ＝ｂ＝ｃ α＝ β ＝γ ≠ 90° (R) ａ＝ｂ≠ｃ α＝ β ＝90° γ ＝120° 六方晶系 立方晶系 ａ＝ｂ＝ｃ α＝ β＝ γ ＝90° 単純格子(P) 面心格子(F) 体心格子(I) １１ ① 結晶構造とは 結晶構造とは？ とは？ 結晶構造を描くために必要なパラメーター １ 格子定数 ２ 空間群 ３ 原子座標 これらのパラメーター これらのパラメーターが パラメーターが分かれば結晶構造 かれば結晶構造を 結晶構造を描くことができる。 くことができる。 １２ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「VESTA」 VESTA」フォルダーの フォルダーの中身 「VESTA」 VESTA」フォルダーを フォルダーをデ スクトップに スクトップにフォルダーご フォルダーご とコピーする コピーする 「VESTA」 VESTA」をダブルクリックして ダブルクリックして起動 して起動 １３ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「VESTA」 VESTA」の起動 １４ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「File」 File」の「Open」 Open」から「 から「VESTA」 VESTA」フォルダの フォルダの中の「Class Example」 Example」フォルダを フォルダを開く 「NaCl」 NaCl」を選択して 選択して開 して開く １５ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「NaCl」 NaCl」の結晶構造が 結晶構造が描かれる １６ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「NaCl」 NaCl」の結晶構造が 結晶構造が現れる カーソルを カーソルを使って回転 って回転させることができる 回転させることができる １７ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「Edit」 Edit」の「Structure」 Structure」を開く NaClの NaClのパラメーターを パラメーターを確認できる 確認できる 空間群 格子定数 原子座標 １８ ② VESTAを VESTAを使ってみる 「Edit」 Edit」の「Bonds」 Bonds」を開く 「NaCl」 NaCl」を選択して 選択して開 して開く A1を A1をNa、 Na、A2を A2をClとして ClとしてMax. としてMax. Lengthに Lengthに2.8を 2.8を入力後、 入力後、Add、 Add、OK １９ ② VESTAを VESTAを使ってみる 結晶構造の 結晶構造の図に大きな変化 きな変化はない 変化はない ここのボタ ここのボタ ンで表示が 表示が 変わる ２０ ② VESTAを VESTAを使ってみる Ball and Stick 表示 ２１ ② VESTAを VESTAを使ってみる 多面体表示 ２２ ② VESTAを VESTAを使ってみる Ball and stick表示 stick表示に 表示に戻す。 「Edid」 Edid」の「Lattice planes」 planes」を開く。 hklに hklに111を 111を入力して 入力して、 して、Addを Addを押してOK してOK。 OK。 ２３ ② VESTAを VESTAを使ってみる １１１面 １１１面が表示される 表示される。 される。 ２４ ② VESTAを VESTAを使ってみる その他 その他にも色 にも色々な機能がある 機能がある。 がある。 ・原子間距離を 原子間距離を求める。 める。 ・他のファイルへの ファイルへのコピー へのコピー。 コピー。 ２５ ③ ICSDの ICSDの紹介 無機結晶構造データベース 無機結晶構造データベース(ICSD) データベース(ICSD) ２６ ④ QUESKの QUESKの使い方 日本結晶学会の 日本結晶学会のホームページから ホームページからダウンロード からダウンロードして ダウンロードして解凍 して解凍した 解凍した フォルダ「 フォルダ「無機結晶構造」 無機結晶構造」をCドライブに ドライブに入れる。 れる。フォルダ名 フォルダ名を「無 機結晶構造」 機結晶構造」から「 から「CSJD」 CSJD」に変更する 変更する。 する。 ２７ ④ QUESKの QUESKの使い方 組織 フォルダ「 フォルダ「CSJD」 CSJD」フォルダの フォルダの中に新規フォルダ 新規フォルダ「 フォルダ「Working」 Working」を作る。 ２８ ④ QUESKの QUESKの使い方 フォルダ「 フォルダ「CSJD」 CSJD」フォルダの フォルダの中のQUESK3を QUESK3をダブルクリックして ダブルクリックして起動 して起動する 起動する。 する。 C:¥ C:¥CSJDと CSJDと入力して 入力してOK してOKボタン OKボタンを ボタンを押す。 ２９ ④ QUESKの QUESKの使い方 フォルダ「 フォルダ「CSJD」 CSJD」フォルダの フォルダの中にKLIST3を KLIST3をダブルクリックして ダブルクリックして起動 して起動しる 起動しる。 しる。 その中 その中で化合物を 化合物を探し、そのコード そのコードを コードを選択して 選択してマウス してマウスの マウスの右クリックで クリックでコ ピーする ピーする。 する。その後 その後、QUESK3の QUESK3の入力画面で 入力画面で２を入力して 入力してOK してOKボタン OKボタンを ボタンを押す。 ３０ ④ QUESKの QUESKの使い方 KLIST3で KLIST3で選択した 選択した化合物 した化合物の 化合物の格子定数、 格子定数、空間群および 空間群および原 および原 子座標が 子座標がCIF(Crystal Information File)形式 File)形式で 形式で表示される 表示される。 される。 ３１ ④ QUESKの QUESKの使い方 フォルダ「 フォルダ「CSJD」 CSJD」フォルダの フォルダの中の「Working」 Working」の中にあるファイル にあるファイル 名「CR912560」 CR912560」をVESTAの VESTAのショートカットに ショートカットにDrag and Dropする Dropする。 する。 ３２ ④ QUESKの QUESKの使い方 ファイル名 ファイル名「CR912560」 CR912560」の結晶構造を 結晶構造を描いてくれる。 いてくれる。 ３３
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