Важнейшие журналы и система доступа к файлам кристаллографической информации. Самыми крупными российскими журналами в этой области являются Координационная химия и Кристаллография. Также огромное количество информации по структурной химии содержится в INTERNET. Это базы данных крупных университетов, статьи и файлы кристаллографической информации.
Многие иностранные издания дублируются в сети Crystallography Journals Online, и регулярно обновляются. Адреса сайтов www.oldenbourg.deverlagzkristallogr www.elsevier.nl www.idealibrary.comlinkstocjssc www.pubs.acs.orgjournals www.wiley-vch.decontentsjc2260index.html 3.Базы данных и программы для визуализации и анализа структурных данныхTOPOS,DIAMONT. В настоящее время имеются данные о строении кристаллов более 500 тысяч соединений и их полиморфных модификаций.
Большой объм накопленной кристаллоструктурной информации требует разработки новых методов е обработки, классификации и поиска общих кристаллохимических закономерностей. Широко распространенная в кристаллохимии концепция структурного типа становится неэффективной при классификации соединений достаточно сложного состава и строения, т.к. почти каждое вновь исследованное соединение представляет собой новый структурный тип. Приходится констатировать, что немногочисленные общепризнанные кристаллохимические концепции и закономерностимодель плотнейшей упаковки, правила Полинга, правила Юм-Розери и др. выполняются для ограниченного круга соединений сравнительно простого химического состава.
Использование компьютерных баз данных для анализа больших объмов кристаллоструктурной информации. Для эффективного поиска общих закономерностей, охватывающих большое количество веществ разнообразного состава и строения, необходимо использование имеющихся больших баз кристаллоструктурных данных Кембриджская структурная база данныхCSD, последняя которой охватывает сведения по строению 170409 химических соединений, содержащих органический углерод.
База данных по кристаллическим структурам неорганических соединенийICSD, содержащая информацию по 47487 соединениям. База данных по кристаллическим структурам металлов и сплавовCRYST включает более 54000 записей. Брукхэвенский банк данных по строению белков и нуклеиновых кислотPDB содержит результаты структурных исследований 8084 биомакромолекул.
Несмотря на огромные потенциальные возможности эти базы данных в настоящее время функционируют фактически только как электронные справочники, поскольку организованные на их основе справочно-информационные системы предусматривают именно такой вариант их использования. Только CSD содержит прикладные программы, предназначенные для исследования особенностей геометрии ближнего окружения атомов. Поэтому примеры поиска кристаллохимических закономерностей глобального характера с использованием указанных баз данных немногочисленнынапример, анализ частоты встречаемости пространственных групп симметрии на основе данных CSD и ICSD или установление зависимостей длина связи-прочность связи в неорганических соединениях.
Компьютерные программы для кристаллохимического анализа. Количество компьютерных программ, реализующих различные методы кристаллохимического анализа, в настоящее время исчисляется сотнями. Так в наиболее обширной коллекции французского кристаллографического сервера SinCris на ноябрь 1998г. адрес Internet httpwww. Imcp.jusseiu.frSincris-toplogici elresulthtml насчитывается 485 программ и их число непрерывно растт.
Преобладающими программами являются программы, ориентированные на определение структуры кристалла. А также на визуализацию структурных данных и сопутствующий геометрический анализ ближнего окружения. Комплекс программ для кристаллохимического анализа TOPOS. Общая структура программного комплекса.
Комплекс структурно-топологических программ TOPOS представляет собой интегрированную интерактивную многооконную среду, позволяющую редактировать и анализировать кристаллоструктурную информацию. При создании комплекса TOPOS преследовались две основные задачи -программно реализовать и объединить указанные выше методы кристаллохимического анализа в рамках одной информационно-аналитической системы, чтобы пользователь мог проводить комплексное исследование кристаллической структуры конкретного соединения непосредственно после поиска его в базе данных -предоставить возможности комплексного анализа больших групп химических соединений из базы данных в автоматическом режиме для поиска кристаллочимических закономерностей общего характера.
Версия TOPOS 3.1 включает систему управления реляционной кристаллоструктурной базой данных СУБД и шесть расчтных программ для проведения комплексного кристаллохимического анализа. СУБД. Субд является основой комплекса, реализуя все стандартные операции редактирования, поиска и извлечения кристаллоструктурной информации из баз данных и представление в текстовом или графическом виде. По ряду возможностей СУБД комплекса TOPOS и СУБД ICSD аналогичны, однако TOPOS представляет набор средств для создания собственных баз данных, которые отсутствуют во всех крупных кристаллоструктурных информационных системах.
Все прикладные программы, за исключением программ StatPack, интегрированы в СУБД. Их запуск позволяет провести анализ активного в данный момент соединения или выделенной группы соединений.
Поиск кристаллохимических закономерностей по большим выборкам. Важнейшей особенностью комплекса TOPOS является возможность разностороннего химического анализа целых классов химических соединений. Далее приводится ряд закономерностей, найденных при анализе атомных областей действия при помощи программы Dirichlet. Методика анализа во всех случаях включала в себя отбор соединений для анализа из базы данных по ряду критериев отсутствие ошибок в кристаллоструктурной информации, отсутствие статической разупорядоченности в положениях атомов, достаточно высокая точность структурного эксперимента при помощи средств фильтрации СУБД, последующий расчт требуемых характеристик полиэдров атомов в этих соединениях и их статический анализ при помощи программы StatPack. Правило 14-ти соседей когда мягкие сферические или квазисферические структурные группировки в соответствии с принципом максимального заполнения стремятся достичь максимальной плотности упаковки, то их суммарная деформация будет минимальной в том случае, если центры сфер расположены по ОЦК-рештке.
При этом условии их полиэдры будут иметь форму Федоровского кубооктаэдра, а число группировок, окружающих данную, равно 14. Это правило было подтверждено результатами анализа более 4000 координационных соединений.
Принцип равномерности системы многих частиц заключается в том, что в термодинамически устойчивой структуре атомы и атомные группировки, между которыми действуют силы ненаправленного характера, стремятся расположится в пространстве так, чтобы система их центров тяжести обладала максимальной равномерностью.
Была доказана применимость принципа равномерности для объяснения особенностей строения веществ самого разнообразного состава от металлов до сложных комплексных соединений. Эффект постоянства объма атома проявляется в том, что объм области действия атома заданного химического сорта при заданной его степени окисления, электронной конфигурации и типе атомов окружения постоянен в структурах различных веществ в пределах погрешности структурного эксперимента.
Т.к. в стереоатомной модели область действия атома определяется его полиэдром, проверка этого эффекта сводится к проверке постоянства объма полиэдров атома при указанных выше условиях. Обнаружено проявление этого эффекта для атомов ряда металлов. Заключение. При помощи кристаллографических программ можно легко провести анализ структуры и сделать выводы.
Большие возможности и лгкость в операциях над структурами позволяет быстро и чтко представить себе строение соединений. 4.