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

　　關(guān)鍵詞：裝備制造征稿,Mercury,晶體,結(jié)構(gòu)

　　在晶體結(jié)構(gòu)研究過程中，研究者往往要展示晶體的微觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元，雖然有結(jié)構(gòu)模型，但是數(shù)量有限，展示的效果不盡如人意。隨著化學(xué)軟件技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有很多軟件可以很好地為晶體結(jié)構(gòu)研究服務(wù)。

　　Mercury是英國劍橋晶體數(shù)據(jù)中心Cambridge Crystallographic Data Centre制作的劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Cambridge Structural Database System下的一個軟件，用來觀察研究晶體的三維結(jié)構(gòu)，時有免費的版本和商業(yè)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(jié)構(gòu)。

　　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(qū)域為顯示區(qū)，所讀入的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸出在這里;標(biāo)題欄顯示程序的名稱以及當(dāng)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(fēng)格、顏色、選擇模式和操作方式等等;位于屏幕右側(cè)的空白區(qū)域為結(jié)構(gòu)列表區(qū)，列出載入文件或數(shù)據(jù)庫所含的結(jié)構(gòu)列表;處于顯示區(qū)下方的有接觸列表區(qū)和選項區(qū)，前者與分子間或分子內(nèi)接觸作用相關(guān)，而后者包含一些常用選項。此外，在顯示區(qū)下方還有一個是否進行晶胞堆積的復(fù)選框;屏幕最下方為任務(wù)欄，包含與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)的幫助信息。

　　2 Mercury軟件的簡單操作

　　2.1 文件調(diào)入

　　mercury軟件使用.cif結(jié)構(gòu)文件，要求該結(jié)構(gòu)文件所在的路徑不能含中文。

　　2.2 晶體結(jié)構(gòu)位置調(diào)整

　　顯示窗口中按住鼠標(biāo)左鍵或右鍵拖動可以隨意旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和調(diào)整結(jié)構(gòu)大小的縮放率，也可以通過快捷菜單中的快捷命令來調(diào)整，以得到較好的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)一般選擇球棍式，晶胞堆積圖比較復(fù)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(nèi)容，reset重新回到最初載入的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在界面中輸出晶體的三維結(jié)構(gòu);晶體的三維結(jié)構(gòu)可以采取多種顯示風(fēng)格，如球棍、熱橢球模型等，同時可以改變晶體結(jié)構(gòu)的顯示屬性，如原子和鍵的顏色等;在界面中通過各種旋轉(zhuǎn)和平移操作可以更好地觀察晶體結(jié)構(gòu)，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(nèi)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(nèi)相互作用力，同時構(gòu)建出這種相互作用力的三維空間網(wǎng)絡(luò);在測量方面，Mercury軟件可以得出原子、質(zhì)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(jié)構(gòu)的粉末衍射圖譜，為物質(zhì)的物相分析提供一個理論的依據(jù)。

　　商業(yè)版的Mercury軟件還有以下的功能：可以同時顯示多個結(jié)構(gòu)，對多個結(jié)構(gòu)進行最小二乘重疊;可以手動編輯結(jié)構(gòu)，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(shù)據(jù)庫的慣例校對鍵型;可以顯示晶體的Bravais， Friedel， Donnay and Harker (BFDH)形態(tài)。

　　4 Mercury軟件在晶體結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用

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

　　4.2 可以刪除晶體結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)(如溶劑分子)，以突出核心的結(jié)構(gòu)單元。

　　4.3 可以展示晶體結(jié)構(gòu)存在的非鍵連作用，可以更好地理解配合物的結(jié)構(gòu)特點。

　　4.4 可以顯示晶胞，并對晶胞所含結(jié)構(gòu)單元數(shù)進行調(diào)節(jié)。

　　4.5 可以得到晶體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用有初步的了解。雖然該軟件仍有不足，但仍然是化學(xué)工作者的好幫手，可給晶體結(jié)構(gòu)教學(xué)和科研帶來極大的便利。若想進一步了解該應(yīng)用軟件，可以在http：//www.ccdc.com查詢。

　　參考文獻

　　[1]金淑泓.用Diamond軟件構(gòu)建化學(xué)晶體[J].現(xiàn)代教學(xué)，2004，11：32-34.

　　[2]顧燕紅，黃曉江.用RasMol軟件制作晶體結(jié)構(gòu)的課件[J].物理與工程.2006，16(3)：33-34.