WWW-CrystPic

WWW-CrystPic (Java 3D-апплет) - программа визуального анализа модели кристаллической структуры (МКС)
с возможностью расчета межатомных расстояний и углов.


Часть I
Модель кристаллической структуры: ПРЕДСТАВЛЕНИЕ и МАНИПУЛЯЦИИ

В Базе данных WWW-MinCryst-а вы находите требуемую кристаллическую фазу, например, флогопит (PHLOGOPITE [1]) - Card No: 3658.

СтартуетеWWW-CrystPic (кнопка в верхнем Меню)

Следует немного подождать и на экране вы увидите модель кристаллической структуры (МКС) минерала ФЛОГОПИТА.

МКС представлена цветными сферами (шарами) с радиусами, пропорциональными ионным радиусам ионов. Элементарная ячейка ориентирована по умолчанию так, что a-ось направлена на зрителя, b-ось - вправо, а c-ось - вверх экрана.
В левом нижнем углу - XYZ-оси оси камеры наблюдения.

С помощью нажатой (и удерживаемой) соответствующей кнопки мыши вы можете непрерывно:

Примечания:

  1. Непрерывные манипуляции мышью, в частности вращение, эффективны только для МКС малой и средней сложности. Для более сложных МКС (или медленных РС) следует использовать процедуру автоматического вращения (см. ниже).
  2. Скорость манипуляций мышью, в частности вращения, заметно увеличивается в представлении МКС полиэдрами и уменьшается в представлении МКС сферами (шарами). В смешанном представлении (шары и полиэдры) индикаторы шаров можно временно отключить, если необходимо манипулировать сложной МКС.
    Это касается как непрерывных манипуляций мышью, так и квази-непрерывного вращения МКС в автоматическом режиме.

На правой части экрана вы видите инструментарий  Панели Управления (ПУ). Все индикаторы и команды (кнопки) требуют одинарного клика левой клавишей мыши (ЛКМ).

Режим "Basic Positions"- представляет МКС перечнем атомных базисных позиций с их атрибутикой (см. нижнюю часть ПУ):

  1. цветные прямоугольники с химическими символами ионов представляют заселенности позиций и дают возможность изменять цвет ионов в позициях; сложные прямоугольники отражают изоморфизм ионов в позиции.
  2. индикатор on/off для представления МКС сферами (шарами);
  3. индикатор on/off для представления МКС полиэдрами;
  4. индикатор on/off для подсвечивания изоморфных позиций;
  5. индикатор on/off для подсвечивания дефектных позиций.

Режим "Atomic Sorts" представляет МКС перечнем атомных сортов с их атрибутикой (см. также нижнюю часть ПУ):

  1. цветные прямоугольники с химическими символами ионов представляют сорта атомов (ионов) и дают возможность изменять цвет ионов по сортам; сложные прямоугольники отражают "изоморфизм" сортов ионов.
  2. индикаторы on/off для представления МКС сферами (шарами), полиэдрами, а также для подсвечивания "изоморфных" и "дефектных" сортов атомов (ионов).

Индикаторы on/off для команды "All" представляют все атомные позиции или сорта в шарах или полиэдрах, подсвечивают все "изоморфные" позиции или сорта атомов и все "дефектные" позиции или сорта атомов.

ИНФОПОЛЕ √ информационное поле для записи рассчитанных межатомных расстояний и углов.

Примечание:
Представление МКС в шарах требует выключения индикации полиэдров и, соответственно, представление МКС в полиэдрах требует выключения индикации шаров. Смешанное представление (шары и полиэдры) требует включения индикации шаров и полиэдров.
Изоморфные ионы при включении индикации светятся своим цветом по 0.5 сек, а дефектные позиции (сорта) светятся 0.5 сек. с интервалом в 0.5 сек.

В верхней части ПУ представлен также следующий инструментарий управления.
Full Screen расширение экрана вправо;
Unit Cell индикатор on/off для элементарной ячейки;
Camera View Position (CVP) индикатор on/off дляCVP;
Only Selected indicator on/off для изоляции (один на экране!) выбранного КАТИОНА, координированного анионами (selecting-операция);
Link Camera to Selection индикаторon/off для смещения изолированного КАТИОНА,координированного анионами в центр экрана(linking-операция);
Reset Camera возврат МКС в начальную позицию после выключения индикаторов Only Selected и Link Camera to Selection;
Radius динамическое уменьшение/увеличение радиусов шаров (1 - 100), 100% - полный радиус; по умолчанию радиус - 50%;
Сentral Projection индикатор on/off для Центральной проекции;
Edges индикатор on/off для ребер полиэдров;
Backgr Color изменение цвета фона;
a b c, (hkl), n, ADCn, RMCn, Orient Блок команд для размножения элементарных ячеек в заданном направлении. Соответственно, выбор hkl-индексов направления по a,b,c-осям, число добавляемых ячеек, добавление ячеек, удаление добавленных ячеек, а также hkl-ориентация МКС (выбранное направление на зрителя);
ADCa9/ RMCa9, ADCb9/ RMCb9, ADCc9/RMCc9, ADCv27/RMCv27 Блок команд для автоматического размножения заданного числа элементарных ячеек.
Соответственно, добавление/удаление 9 ячеек в плоскости, перпендикулярной одной из осей (a, b, c) и добавление/удаление 27 элементарных ячеек
Fragment, Set HKL, n, ( + , - ) Блок команд для hkl-фрагментации МКС, соответственно:
  • индикаторon/off для hkl-фрагментации МКС, (4);
  • ввод hkl-индексов, задающих ориентацию и толщину hkl-фрагмента, (1);
  • предварительная ориентация МКС (плоскость hkl-фрагмента параллельна плоскости экрана, (2);
  • предварительный выбор номера hkl-фрагмента [используйте (+/-), но задавать необязательно], (3);
  • последовательный просмотр hkl-фрагментов, (5)
Последовательность команд пронумерована.

Continue, X(Z) Y, Rotation

Блок команд вращения, соответственно:
  • индикатор on/off для квази-непрерывного вращения МКС вокруг выбранных X(Z),Y-осей, (2);
  • выбор оси(ей) вращения и скорости вращения в град./сек. (0 или от 1 до MAX √ и это равно также повороту на заданный угол, если индикатор "Continue" не включен), (1);
  • включение процедуры "Rotation", (3).

Последовательность команд пронумерована.

Max Distance (angst.)

максимальное число для отбраковки автоматически рассчитанных межатомных расстояний

Возможно использовать команду Оrient для предварительной ориентации МКС по заданным hkl-индексам.
Это особенно важно, поскольку автоматическое вращение предусмотрено только вокруг двух осей, расположенных в плоскости экрана. Если необходимо автоматическое вращение вокруг оси, направленной на зрителя, то ось, предварительно, необходимо поместить командой Orient в плоскость экрана.


ЧАСТЬ II


Модель Кристаллической Структуры: ИЗМЕРЕНИЕ МЕЖАТОМНЫХ РАССТОЯНИЙ и УГЛОВ

Измерение (и соответствующие расчеты) производятся в следующих вариантах:

a) измерение межатомных расстояний и углов в автоматическом режиме для любого выбранного КАТИОНА, координированного анионами.

b) измерение расстояний и углов между любыми ионами в "ручном" режиме.

c) измерение расстояний и углов для любого изолированного и смещенного в центр экрана КАТИОНА, координированного анионами в ╚ручном╩ режиме.
При этом МКС следует представлять в шарах (сферах).
Изолированный и смещенный КАТИОН, координированный анионами (включите индикацию анионов !), можно масштабировать (средней клавишей мыши) и вращать в любом направлении непрерывно (левой клавишей мыши) или квази-непрерывно в автоматическом режиме; его можно также заключить в полиэдр, при этом шар-катион будет виден через полупрозрачный полиэдр.

aa) Двойной клик ЛКМ на выбранном КАТИОНЕ заключает его в куб-рамку, а в ИНФОПОЛЕ появляется результат автоматического измерения (и расчета). Следует сделать двойной клик ЛКМ в "чистом поле" чтобы убрать куб-рамку и выбрать следующий КАТИОН. Если это необходимо, то КАТИОН изолируется (selecting-операция), смещается в центр экрана (linking-операция), масштабируется и заключается в полупрозрачный полиэдр.
Процедура автоматического измерения (расчета) эффективна для КАТИОНОВ с малыми координационными числами (треугольник или тетраэдр). Для других случаев следует использовать процедуру отбраковки "лишних" расстояний заданием соответствующего порогового числа (по умолчанию - это 4 ангстрем, см. Max Distance).

bb1) Shift + двойной клик ЛКМ, последовательно, на любых двух выбранных ионах, делает их "рогатыми" и соединяет линией, а в ИНФОПОЛЕ появляется результат измерения (расчета). Двойной клик ПКМ устраняет "рога" и соединяющую линию и можно выбрать следующие два иона для измерения расстояния между ними.

bb2) Shift + двойной клик ЛКМ, последовательно, на трех выбранных ионах (второй ион √ вершина угла), делает их "рогатыми" и соединяет линиями, а в ИНФОПОЛЕ появляются результаты измерения (расчета). Двойным кликом ПКМ устраняются "рога" и соединяющие линии и можно выбрать следующие три иона для измерения угла между ними.

сс) Shift + двойной клик ЛКМ на любом выбранном КАТИОНЕ заключает его в куб-рамку и в ИНФОПОЛЕ появляется результат автоматического расчета расстояний и углов;

Примечания:
Практически все команды и режимы могу быть использованы в комбинации друг с другом. Например, вращение МКС в автоматическом режиме может производиться в любых ситуациях. Командой Orient по заданным hkl-индексам можно сначала ориентировать МКС, а затем размножать элементарные ячейки командами ADCn(RMCn) или командами ADC a9,ADC b9, ADC c9, ADC v27.

В режиме Фрагментации сначала можно выбрать требуемый фрагмент [SiO(4)-цепь, ленту или слой], а затем размножать ячейки в требуемом направлении, наращивая таким образом выбранный фрагмент.


Пожалуйста, направляйте ваши вопросы практического пользования программой WWW-CrystPic Чичагову А.В.