如何計算分子尺寸?

2021-02-08 Chem Couple


分子尺寸作為分子的屬性之一,在評估分子應用時具有重要意義,例如催化過程的擴散動力學、吸附動力學,以及兩親分子形成膠束/液晶的能力等等。因此,分子尺寸的獲得技巧應該略有掌握。



      在這裡,C couple給大家推薦三種方法,這三種方法均在文獻中有所體現,大家在使用時可以引用相應的文獻,注意C Couple給的福利文獻啦。


一、晶體結構法


       眾所周知,X-射線單晶解析是能明確分子結構最可靠、最重要的方法。單晶結構也就順理成章地成了各種分子的身份證照片。下面以辛胺分子為例。


 找到所需計算分子的晶體信息文件(cif);

> C Couple尋找cif文件的技巧有多種,大家如果存在問題可以和小編取得聯繫。


將cif文件導入(拖入)diamond軟體;

採用尺寸測量工具可以測量出分子的尺寸(最大長×寬);

> 單機尺寸測量工具 >點擊需要測量長度的首尾原子 > 滑鼠置於某個原子上,即可看到長度d。

代表性文獻:J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1883-1888.



二、Chem 3D 大致測量法,雖然有的文獻有,但是不推薦,原因小編認為太過粗略。


在Chem 3D內繪製分子模型,尺寸計算往往以CPK模型(比例模型)計算;

優化幾何結構,使結構更為合理;


選中分子兩端原子,將光標置於其中一個原子,即可顯示距離。此外,同時選中三個原子即可查看角度,四個原子可以查看二面角。



三、一種理論計算方法。該方法基於原子半徑、CPK模型的計算。

 在Material Studio(MS)中建立分子模型;

>正常繪製即可。另外,C Couple認為MS繪製的分子結構圖更美觀,在論文作圖時經常使用。

利用MS中Dmol3優化分子結構;


將優化後的分子坐標輸入網站:https://jerkwin.github.io/2016/06/24/分子尺寸大小的計算/

即可得到分子尺寸信息。

> 找到Final Coordinates,最終分子坐標。 

> 通過粘貼入Origin表格,更方便將坐標粘入網站,否則容易出錯。

>拷貝坐標,粘貼入網站,點擊計算,即可得到尺寸圖。兩種原子範德華半徑均可選擇。

>在尺寸圖上可以選擇分子的角度,右鍵即可另存為圖片使用。


C Couple在論文寫作過程中都用到過第三種方法。編輯和審稿人都沒有提出異議。所以推薦大家使用。


代表文獻:Matter 2020, 2, 250-260.


大家如果覺得有用,歡迎分享並推廣。

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