问国家卫健委和国务院联防联控机制四个问题

这样的标准上海市疫情防控工作领导小组也好意思发布出来?

伊朗著名美女明星、奥斯卡影后被捕!

母子乱伦:和儿子做了,我该怎么办?

阳了后,14亿人民才发现集体被忽悠了!

生成图片,分享到微信朋友圈

自由微信安卓APP发布,立即下载! | 提交文章网址
查看原文

MS入门手册(40):Materials Studio有机物分子结构模型的绘制

Ravi MS杨站长 2022-11-26
本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第40篇,共约100篇。本教程旨在从零开始带大家入门MS软件,文末可下载更多学习资料。紧跟杨站长,学会计算,拿下顶刊!
杨老师B站链接:https://space.bilibili.com/669166168
关于MS软件、答疑等,可加入QQ交流群提问:915466022
MS入门手册(1):Materials Studio全模块功能介绍!
MS入门手册(2):量子力学、分子力学、介观模拟方法,各模块重点介绍!
MS入门手册(3):Materials Studio软件中所有的输入输出文件及其作用

MS入门手册(4):Materials Studio文件和目录的建立、打开、关闭、命名/重命名、拷贝、移动和删除【建议收藏,方便日后查看】

MS入门手册(5):Materials Studio制作高质量科技论文图片!
MS入门手册(6):Materials Studio制作清晰形象的动画,生动演示分子动力学过程
MS入门手册(7):3分钟学会催化/电池等领域的MXene结构的建模方法!
MS入门手册(8):Materials Studio导入晶体结构和调整显示方式
MS入门手册(9):Materials Studio建模之原胞与晶胞的小知识
MS入门手册(10):Materials Studio从无到有建立晶体结构
MS入门手册(11):Materials Studio晶体结构点缺陷建模:无序固溶体
MS入门手册(12):Materials Studio晶体结构点缺陷建模:同种原子两种化合态混合
MS入门手册(13):Materials Studio晶体点缺陷建模:空位
MS入门手册(14):Materials Studio晶体点缺陷建模:取代与间隙
MS入门手册(15):Materials Studio建模:超晶胞、晶格常数预测
MS入门手册(16):Materials Studio计算结果及参数文件的意义
MS入门手册(17):Materials Studio表面模型的建立
MS入门手册(18):Materials Studio表面建模:切表面、六方晶系、真空层、带根号表面
MS入门手册(19):Materials Studio表面吸附分子模型的建立
MS入门手册(20):Materials Studio表面建模之吸附位置的精确控制
MS入门手册(21):Materials Studio表面建模之分子位置的精确控制
MS入门手册(22):简单界面模型的建立
MS入门手册(23):Materials Studio建模 — 界面模型中原子的固定
MS入门手册(24):Materials Studio建模 — 晶格失配度较大的界面:超胞模型
MS入门手册(25):Materials Studio建模 — 晶格失配度较大的界面:根号模型
MS入门手册(26):Materials Studio建模 — 六方晶系晶体界面
MS入门手册(27):Materials Studio建模界面模型的原子堆叠问题
MS入门手册(28):Materials Studio建模 — 孪晶界面的建立
MS入门手册(29):Materials Studio孪晶界面模型,建模小工具集锦
MS入门手册(30):Materials Studio纳米结构模型搭建:零维结构
MS入门手册(31):Materials Studio纳米结构模型搭建:纳米管
MS入门手册(32):Materials Studio纳米结构模型搭建:多壁纳米管
MS入门手册(33):Materials Studio建模 — 纳米线

MS入门手册(34):Materials Studio纳米结构模型搭建:纳米线(续)和石墨烯

MS入门手册(35):Materials Studio建模 — 纳米结构模型搭建:从纳米棒到纳米线

MS入门手册(36):Materials Studio建模周期性相关问题

MS入门手册(37):Materials Studio组合模型的搭建(1)

MS入门手册(38):Materials Studio组合模型的搭建(2)

MS入门手册(39):Materials Studio组合模型的搭建(3)

大家有什么想法,可以进群讨论:
作为一个无机材料方向浸淫了10年的学生,小MS对于有机物的知识极为匮乏,但是小MS存在的意义就是为使用Materials Studio的各位研究者排忧解难。既然使用MS软件的小伙伴有研究有机物的,那怎么可以少了小MS的身影,就算是在假期期间,也要一如既往为大家奉献出最有诚意的教程,让每个有需要的小伙伴都能够学习到关于MS软件的使用方法。
那么今天就让我们一边尝试,一边为大家讲解,让暴风雨来得更猛烈些吧。
如果我们需要一个高分子聚合物,首先就应该有一个低分子……不对,应该叫有机物单体,如果我们不将这个分子最终组合成聚合物或者聚合物的一部分,也可以只叫它有机物分子。
MS结构库里已经包含了非常多的有机物单体结构文件,我们可以进行导入,它们基本上在Structures文件夹下的repeat-units文件夹里,至于怎么找到想要的那个结构,大概可以按照分类,或者直接使用搜索?就不要为难小MS啦。(这里为大家指路杨老师的基础课程:MS计算培训汇总:建模,DFT/分子动力学,吸附与催化,正负极材料,固/液态电解质,反应/迁移能垒,CO2RR/OER/HER

图1. 导入有机物单体结构文件
当然,我们也可以自己画一个,这个小MS比较擅长,反正到底能不能合成出来又不是小MS的工作,我们随便画一个应该能交差吧,顺便试一试绘制结构工具条
中各个工具的使用方法,嗯,真的是很长的一个工具条呢。
那么今天我们的主要任务就定义成“一个有机物分子结构模型的绘制”了,让我们开始发挥想象,绘制一个可爱的有机物分子。
首先我们试着画一个碳链,情比单晶金刚石坚,爱有碳链高分子长的那个碳链(谈恋……爱?)。可以用小铅笔工具,在后面元素中选择C,一个一个原子画,也可以直接用看似是画碳链(怀疑?)的小工具,但是为什么画出来的是这样不连续的若干甲烷分子↓↓
图2. 若干个甲烷分子
因为人家根本不是用来画碳链的好嘛,看一下这个小工具的英文名称,叫做Sketch Fragment(绘制片段),其实它是用来绘制一些小片段的,默认的就是绘制甲烷片段啦。
在它的下拉列表里有一个Fragment Browser选项,可以选择绘制某一个固定的片段,至于那个片段长得什么样子,可以通过右边的小窗口进行查看。
图3. 选择片段
所以实际上这个小工具是方便我们绘制比较复杂的片段的,不用一个原子一个原子绘制,甚至省去了部分几何优化过程,只要单击一次鼠标就可以画出一个有机物片段,当然也可以把几个片段组合在一起形成一个比较大的有机物,看起来非常方便呢。
图4. 方便组合各种有机物片段
所以如果我们需要一个碳链,还是只能用铅笔画一个个连接在一起的C原子了,当然,也可以连接若干甲烷分子片段组成一个碳链。那我们就先绘制一个由6个C原子组成的碳链主链结构,在画完最后一个原子的时候记得按ESC键退出绘制。
接下来我们绘制支链,在第2、4个C原子上分别加一个C原子,用小铅笔工具选中要加C的原子,再向外拉,就可以进行绘制了。
图5. 主链和支链
小铅笔工具也可以改变化学键的类型,只要用小铅笔在相应的化学键上单击一下就可以切换单键、双键和三键了,把最后面两个原子之间的键改成双键。
然后,我们利用在第一个原子前面画一个苯环,选中画环的工具,在下拉菜单中选择六元环,按住键盘上的Alt键,并在第一个原子上单击,就完成了画苯环的步骤,大家画出来的是不是也是这样的呢?就像是“我跪了”的动作?
图6. “我跪了”碳干结构
我们利用自动加氢功能,给结构加上H原子,之后使用应力释放的Clean工具,找出比较比较适合结构。
图7. 最终建立好的构型
可以把这个结构加入到片段库中,下一次我们就可以一次性直接画出这个片段了。
首先要对这个分子的头部原子和尾部原子进行定义,在菜单栏中Build-Build Polymers-Repeat Unit选项中,打开重复单元对话框。
图8. 重复单元对话框
选择头部原子,单击Head Atom按钮,再选择尾部原子,单击Tail Atom按钮,被选择的原子就会被类似编辑set时的框包围,而中间的碳干被用粉色标示出来,下图这样就表示已经设置好了一个重复单元。
图9. 设置头部和尾部原子
这个时候就可以选中一个原子并作为连接点了,首先单击绘制片段旁边的下拉菜单小箭头,选择Define Fragment定义片段
刚才的Fragment Browser也在这里哦,如果没找到的小伙伴可以再看看。选中尾部原子,单击Define按钮,让其作为连接点,然后将这个片段放在某个目录下,默认是User目录(第一次使用这个目录会让我们建立新目录,在弹出的对话框中单击Yes),再取一个名字就可以了,最后单击Add按钮。
图10. 将结构加入片段库
现在在Fragment Browser中就可以找到刚才加入的结构了,就可以画很多个这样的重复单元,看上去很像聚合物吧。
图11. 从片段库中绘制片段
好啦,我们今天关于绘制有机物分子的教程就到这里,大家可以随心所欲开始绘制自己的有机物分子或者聚合物中的重复单元了,我是小MS,下一次我们继续对聚合物建模的部分进行讲解,请大家不要错过。

Materials Studio

MS资料下载

下载链接!1万个晶体结构CIF文件:MOF、MXenes、催化、电池、二维材料、钙钛矿、金属、纳米管等
下载链接!2.5小时能带理论课程:能带态密度、截断能、k空间、倒空间实空间,晶体点阵、傅里叶变换、第一布里渊区
下载链接!《基于DFT的第一性原理计算方法简介》344页课件!
下载链接!《330页量子化学计算精华课件》:21款常用软件、10类电子结构计算、4大计算化学理论、VASP入门精讲!
下载链接!36小时Materials Studio视频:建模、自由能、过渡态、吸附能、结合能、能带、态密度、光学、声子、溶剂化等
下载链接!746页Materials Studio官方手册、中文版、答疑手册!

Materials Studio

MS入门捷径

为了让科研党尽快上手Materials Studio并发表高档次文章,华算科技杨站长原创设计并经过多次迭代优化,推出了MS系列课程。
结合案例深入浅出,带大家从入门到进阶,手把手带你扎扎实实、快速入门DFT理论计算!
学员利用课上所学已发表Angew.、AM、AEM、Nature子刊、New Journal of Chemistry、Applied Surface Science等顶刊文章。
报名方式:识别下方二维码报名,或者联系手机:18126387652。
👇👇扫描二维码,立即报名👇👇 
👆👆电话:18126387652👆👆
 点击阅读原文,提交计算需求!

文章有问题?点此查看未经处理的缓存