Cтраница 2
Наконец, во второй половине 60 - х годов были разработаны автоматические дифрактометры, управляемые ЭВМ, - приборы, позволившие полностью автоматизировать процесс получения экспериментальных данных. В сочетании с автоматизацией всех ключевых моментов расшифровки структуры это привело в начале 70 - х годов к технической революции структурного анализа - к резкому сокращению времени проведения исследования, существенному повышению возможностей исследования сложных структур, общему повышению точности структурных данных. Период, начавшийся во второй половине 60 - х годов, можно назвать эпохой постепенной автоматизации структурного анализа. [16]
Одно время изучение ориентации при использовании полюсных фигур тормозилось трудоемкостью этого метода, однако, в настоящее время в связи с промышленным выпуском специализированных автоматических дифрактометров с мини - ЭВМ на выходе рассматриваемые исследования все шире входят в практику рентгеноструктурных исследований. [17]
Однако основное направление развития техники рент-геноструктурного анализа связано с автоматизацией приборов, регистрирующих дифракционные лучи с помощью счетчиков элементарных частиц. Схема работы автоматического дифрактометра, сочлененного с двумя электронными вычислительными машинами, в общих чертах выглядит следующим образом. [18]
В это же время были разработаны способы интерпретации данных по дифракции рентгеновских лучей молекулярными кристаллами сначала для плоских ароматических молекул, а затем для трехмерных органических и неорганических молекул. В наши дни использование автоматических дифрактометров и мощных электронно-вычислительных машин позволяет с большей или меньшей степенью надежности определять все большее число структур неорганических соединений. И, действительно, сейчас нередко сообщается структура соединения, получение и свойства которого еще не описаны. [19]
Специализированный многоканальный рентгеновский дифрактометр, предназначенный для массового фазового анализа многокомпонентных поликристаллических материалов. Наличие 5 каналов позволяет по сравнению с одноканальным прибором в 5 раз сократить время анализа; другой тип подобного аппарата ( автоматический дифрактометр типа ДАРП-20) - проводить одновременный фазовый анализ в поликристаллических материалах до 10 фаз. [20]
Важно подчеркнуть, что материал, представленный в СОВ-82, в основной своей массе находится на качественно более высоком уровне, чем данные, содержащиеся в СОВ-80. Это связано с тем, что в 70 - х годах заметно вырос класс рентгеноструктурного анализа: большинство исследований проведено на автоматических дифрактометрах, уточнение координат атомов обычно выполнено в анизотропном приближении, значительно снизились значения факторов недостоверности, - соответственно уменьшилась вероятная погрешность в определении межатомных расстояний и валентных углов. [21]
Данные о кристаллической структуре химических соединений самого различного состава, собранные за последние 60 лет, получены, в основном, методами рентгеноструктурного анализа. Наиболее прецизионные определения структурных параметров - межатомных расстояний и углов - стали доступны для массовых расшифровок только в самые последние годы в связи с внедрением автоматических дифрактометров, работающих сопряженно с компьютерами и позволяющих в значительной степени автоматизировать структурные определения даже весьма сложных химических соединений. [22]
В этом случае, если кристалл не подходит для получения данных, его просто не используют. Некоторые кристаллы одного и того же вещества могут быть свободны от этого дефекта, однако их поиск длителен и часто безуспешен. Отдельные программы автоматических дифрактометров приспособлены для получения данных даже при исследовании кристаллов, имеющих такой дефект, но подобные исследования сопряжены с большими трудностями. Иногда нарушения в порядке расположения этих двух кристаллических двойников значительны. В некоторых случаях было обнаружено двойникование на 90, и фотография имела нормальный вид, если не считать того, что систематические погасания не согласовались ни с какой пространственной группой. В таких случаях можно получить результаты и подогнать их к модели, в которой величины Fcalc просуммированы по двум повернутым одна относительной другой ячейкам, каждая из которых характеризуется одним и тем же расположением молекул. [23]
Следует сказать, что анализ аномальных дифракционных картни вручную чрезвычайно трудоемкий процесс. Однако с помощью современных автоматических дифрактометров, снабженных ЭВМ, ив это уходит всего несколько дней. [24]
Развитие рентгеноструктурного анализа - это увлекательная история, начинающаяся с выяснения структуры одноатомных металлов и минеральных солей. В настоящее время этот метод используют для изучения очень сложных молекул, таких, как белки и вирусы. Целью этой главы являлось рассмотрение факторов, определяющих развитие метода, а именно наличие автоматических дифрактометров, цифровых вычислительных машин, систем и комплексов кристаллографических программ. Прогресс в кристаллографии тесно связан с прогрессом в технологии компьютеров и ди-фрактрометров ( пример - успешная разработка координатного детектора [138]), а также с развитием новых методов решения и уточнения структуры. [25]
Изложение ведется под углом зрения решения основной задачи - определения структуры. В соответствии с этим первые главы посвящены оптическим исследованиям кристаллов, юстировке кристаллов, использованию рентгеновских камер и интерпретации рентгенограмм. В последующих главах обсуждаются обработка данных и использование для этих целей программ для вычислительных машин. Дается описание типичного автоматического дифрактометра, который может быть использован для существенного облегчения сбора рентгеновских экспериментальных данных, хотя не следует думать, что дифрактометры могут полностью исключить хорошо испытанные фотографические методы, тем более что и автоматическое измерение рентгенограмм также возможно с использованием фотосканирующего денситометра, управляемого небольшой вычислительной машиной. [26]
Первые комплексы структурных программ в нашей стране были созданы в начале 60 - х годов под руководством автора этих строк в ВЦ Московского университета Н. П. Трифоновым и Б. М. Щедриным для машин первого поколения типа БЭСМ и Стрела. В настоящее время для рентгеноструктурных расчетов наиболее широко используются именно эти комплексы: Рентген-70 и Рентген-75 Института химической физики и Кристалл Института кристаллографии АН СССР. Комплексы Рентген-70 и Кристалл написаны для машин поколения БЭСМ-4 и М-220, Рентген-75 - для машин БЭСМ-6. Кроме того, применяются отдельные структурные программы и комплексы, созданные в других центрах для машин разных типов, а также комплексы программ, поставляемых западными фирмами вместе с мини-компьюторами, обслуживающими автоматические дифрактометры. [27]
Первые комплексы структурных программ в нашей стране были созданы в начале 60 - х годов под руководством автора этих строк в ВЦ Московского университета Н. П. Трифоновым и Б. М. Щедриным для машин первого поколения типа БЭСМ и Стрела. В настоящее время для рентгеноструктурных расчетов наиболее широко используются именно эти комплексы: Рентген-70 и Рентген-75 Института химической физики и Кристалл Института кристаллографии АН СССР. Комплексы Рентген-70 и Кристалл написаны для машин поколения БЭСМ-4 и М-220, Рентген-75 - для машин БЭСМ-6. Кроме того, применяются отдельные структурные программы и комплексы, созданные в других центрах для машин разных типов, а также комплексы программ, поставляемых западными фирмами вместе с мини-компыоторами, обслуживающими автоматические дифрактометры. [28]
Однако еще на неавтоматизированных дифрактометрах было показано, что измерения интенсивности с помощью детекторов более точны, чем полученные фотографическими методами. Получение данных одного эксперимента на простом дифрактометре требует измерения интенсивности тысяч отражений Брэгга. Для каждого отражения кристалл и детектор должны быть точно ориентированы. Последующее развитие компьютеров применительно к дифрактометрам позволило автоматизировать эту многократно повторяющуюся процедуру. Современные автоматические дифрактометры - сложные машины, которые чаще всего производятся частными компаниями. [29]