单晶结构解析的方法有很多,不论采用哪种方法解析单晶结构,解析之初正确空间群的指认往往是最重要的,而衍射数据中的系统消光规律是确定晶体空间群的重要依据。现在一般是利用计算程序(如XPREP)分析衍射数据可能存在的系统消光规律。但是计算程序如果按照默认参数,有时也会有判断不了空间群或者给出错误的空间群的情况,进而导致无法解析晶体结构。遇到这种情况时,一种方法是更改程序默认参数(如“容忍值”参数)重新找空间群;另外一种方法是降低对称性求解,即在较低对称性的空间群中进行解析,然后通过PLATON软件中的ADDSYM选项转到正确的高对称性的空间群中,再进行数据精修。本文的例子即为降低对称性解析的实例。
该单晶衍射数据为我们组收集的一个典型实例,该单晶样品的晶胞参数为a = 7.6467Å,b = 24.3390Å,c = 17.6150Å, α = 90°,β = 94.85°,γ = 90°,晶格为底心单斜,合成人员所提供的分子结构信息如图1所示。由XPREP程序找出的空间群为C2空间群,但在该空间群中运用直接法(Direct methods)和CF(Charge Flipping)的方法均解析不出合理的结构模型,解析的结果如图2,图3所示。
从图2直接法解析的结果来看,其结构模型完全不合理,有三个Tb配位相连,因此考虑可能是只有配体自己单独结晶,但在C2空间群中即使没有Tb依然无法解析得到合理的结果(如图3)。最后我们采取降低对称性进行晶体结构解析的方法。
我们尝试在P1空间群中对该单晶数据进行解析,若考虑Tb参与配位,在P1空间群中运用直接法依然无法解析出合理的结构模型,解析结果如图4所示。若假设只有配体自己单独结晶,在P1空间群中运用直接法和CF法都能得到合理的结构模型,解析的结果如图5所示。
最后我们运用PLATON中的ADDSYM选项检查,发现该结构的正确空间群为Cm,并将在P1中解析好的结构转换到更高对称性的Cm空间群中,最终结果非常合理,如图6所示。
图1. 合成人员提供的分子结构图
图2. C2空间群直接法解析结果(绿色原子为Tb,灰色原子为C)
图3. C2空间群解析结果直接法(不含Tb)和CF法
图4. P1空间群直接法解析结果(绿色原子为Tb,灰色原子为C)
图5. P1空间群解析结果直接法(不含Tb)和CF法
图6. 最终解析结果
(灰色原子为C,深蓝色原子为N,浅蓝色原子为H)
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