晶體結構軟件—Mercury

摘 要：利用Mercury軟件可以更好的觀察研究晶體結構，有利于晶體結構研究。文章重點介紹利用Mercury軟件研究晶體結構。

關鍵詞：Mercury；晶體；結構

在晶體結構研究過程中，研究者往往要展示晶體的微觀內部結構單元，雖然有結構模型，但是數量有限，展示的效果不盡如人意。隨著化學軟件技術的發展，已經有很多軟件可以很好地為晶體結構研究服務。

Mercury是英國劍橋晶體數據中心Cambridge Crystallographic Data Centre制作的劍橋結構數據庫系統Cambridge Structural Database System下的一個軟件，用來觀察研究晶體的三維結構，時有免費的版本和商業版更新。Mercury運行在Windows（或Unix平臺）上。下面簡單介紹一下利用Mercury軟件來研究晶體結構。

1 Mercury軟件的主窗口

Mercury軟件的主窗口比較簡單，屏幕中間的黑色區域為顯示區，所讀入的晶體結構數據輸出在這里；標題欄顯示程序的名稱以及當前打開的晶體編號；菜單欄包含一系列菜單命令；工具欄位于菜單欄的下方，列出常用的工具，例如：顯示風格、顏色、選擇模式和操作方式等等；位于屏幕右側的空白區域為結構列表區，列出載入文件或數據庫所含的結構列表；處于顯示區下方的有接觸列表區和選項區，前者與分子間或分子內接觸作用相關，而后者包含一些常用選項。此外，在顯示區下方還有一個是否進行晶胞堆積的復選框；屏幕最下方為任務欄，包含與當前狀態有關的幫助信息。

2 Mercury軟件的簡單操作

2.1 文件調入

mercury軟件使用.cif結構文件，要求該結構文件所在的路徑不能含中文。

2.2 晶體結構位置調整

顯示窗口中按住鼠標左鍵或右鍵拖動可以隨意旋轉結構和調整結構大小的縮放率，也可以通過快捷菜單中的快捷命令來調整，以得到較好的結構視圖。

2.3 顯示樣式選擇

style可以選擇原子顯示模式，wireframe線框式（默認）、capped stick粗棍式、Ball and Stick球棍式和Spacefill空間堆積模型。分子結構一般選擇球棍式，晶胞堆積圖比較復雜，一般選擇粗棍式或線框式。

2.4 顏色選擇

顏色分兩種模式，by element按照元素分配不同顏色，by Symmetry Equivalence按照分子指派不同顏色，等效對稱的分子具有相同的顏色。

2.5 模式選擇

picking mode選擇模式，默認select。

2.6 顯示非鍵連作用

Packing顯示晶胞內容，reset重新回到最初載入的結構，顯示非對稱單元。H-bond顯示廣義的氫鍵，Short contact顯示小于范德華半徑之和的非鍵連作用（肯定包含氫鍵）。

3 Mercury軟件的功能

Mercury軟件能夠讀取多種格式的晶體結構數據，在界面中輸出晶體的三維結構；晶體的三維結構可以采取多種顯示風格，如球棍、熱橢球模型等，同時可以改變晶體結構的顯示屬性，如原子和鍵的顏色等；在界面中通過各種旋轉和平移操作可以更好地觀察晶體結構，并且能夠得到沿著各種特征軸的視圖以及最小二乘平面、米勒平面；在處理分子間或分子內相互作用力時，該軟件有其獨到之處，能夠自定義分子間或分子內相互作用力，同時構建出這種相互作用力的三維空間網絡；在測量方面，Mercury軟件可以得出原子、質心和各種平面之間的距離、角度和扭角；另外，軟件還可以計算、顯示、儲存所輸入晶體結構的粉末衍射圖譜，為物質的物相分析提供一個理論的依據。

商業版的Mercury軟件還有以下的功能：可以同時顯示多個結構，對多個結構進行最小二乘重疊；可以手動編輯結構，如加氫、鍵，改變鍵型等；可以自動指認鍵型，同時按照劍橋晶體數據庫的慣例校對鍵型；可以顯示晶體的Bravais， Friedel， Donnay and Harker （BFDH）形態。

4 Mercury軟件在晶體結構研究中的應用

4.1 可以選擇多種模式顯示晶體結構（球棍、線型等），并對晶體結構進行位置及尺寸調整，得到最佳的觀察點。

4.2 可以刪除晶體結構中的局部結構（如溶劑分子），以突出核心的結構單元。

4.3 可以展示晶體結構存在的非鍵連作用，可以更好地理解配合物的結構特點。

4.4 可以顯示晶胞，并對晶胞所含結構單元數進行調節。

4.5 可以得到晶體結構圖和晶胞堆積圖（如圖1所示）。

上述簡單的介紹可使讀者對Mercury軟件在晶體結構教學中的應用有初步的了解。雖然該軟件仍有不足，但仍然是化學工作者的好幫手，可給晶體結構教學和科研帶來極大的便利。若想進一步了解該應用軟件，可以在http：//www.ccdc.com查詢。

參考文獻

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