Universidad Nacional Del Callao

Facultad De Ciencias Naturales Y Matemática

Escuela Profesional De Física

“INTRODUCCIÓN A LOS PROGRAMAS”

Curso: Introducción a la Cristalografía

Profesor: Lic. Carlos Quiñones Monteverde

Alumnos:

-Yallico Laura Daysi Jesusa 062924 - B

- Sinche Huamán, Ronnie A. 062947 - B

Ciclo: 2012-A

INTRODUCCIÓN A LOS PROGRAMAS

a) OBJETIVOS

Familiarizarse con el uso de los programas aplicativos: CaRIne Crystallography 3.0 y

PowderCell 2.3 for Windows.

Identificar y describir las funciones de los elementos de la pantalla principal de estas

aplicaciones.

b) GENERALIDADES

El CaRIne Crystallography 3.0 es una herramienta informática que permite la

creación, visualización y modificación simulada de estructuras cristalinas. Realiza

diversos cálculos cristalográficos de los diferentes modelos simulando una variedad

de condiciones experimentales.

Controlar automáticamente, entre otras:

la apertura o creación de celdas cristalográficas,

la rotación de las celdas para una mejor visualización de los planos

cristalográficos

la traslación de los planos

Calcular:

las distancias entre los átomos de la celda,

el ángulo entre las direcciones de los planos,

el volumen y la densidad de la celda unitaria.

Crear:

Proyecciones estereográficas.

Registros de difracción de rayos x para diferentes longitudes de onda.

c) PROCEDIMIENTO

Cargar el programa CaRIne Crystalloghraphy 3.0 y usando el comando open

cell del menú File, aperturar el archivo correspondiente a la celda ya creada de

un compuesto, a fin de activar algunos comandos de la barra de menús.

Colocar el puntero del mouse en cada uno de los menús de la barra de menús

y observar, en cada caso, el despliegue del cuadro de comandos.

Observe y registre la lista de comandos e intente definir la función de cada uno

de ellos aplicándoselos a la celda aperturada.

Cargar el programa Powder Cell 2.3 for Windows y repita los pasos anteriores

para estudiar su funcionamiento.

d) TAREA

a) Identificar los elementos de la pantalla principal del programa CaRIne

Crystalloghraphy 3.0.

b) En relación a la pregunta 1, indicar y describir las funciones de los comandos

de los menús:

File Cell Calcul Crystal Window

Edit hkl/uvw Specials View ?

c) Identificar los elementos de la pantalla principal del programa PowderCell 2.3

for Windows que se muestra en la Figura 1.2.

d) En relación a la pregunta 3, describir las funciones principales de los menús:

File Options Windows

Structure Diffraction Special

Select Refinement Help

e) De lo observado, ¿Qué similitudes y diferencias encuentra usted entre estos dos programas aplicativos?

PRIMERA PARTE

1.- Identificar los elementos de la pantalla principal del programa carine crystalloghraphy 3.0

Los elementos del los elementos de la ventana principal del programa Carine Crytalloghraphy 3.0 se presenta a continuación:

SEGUNFDA PARTE

2.- En relación a la pregunta 1, indicar y describir las funciones de los comandos de los menús:

File , Cell, Calcul, Crystal, Window, Edit, hkl/uvw, Specials, View

Barra de titulo

Barra de Menú

Barra de herramientas

Paneles Flotantes de Herramientas

Área de trabajo

FILE: Como se puede observar en la figura 1 se encuentran algunos comandos de este menú y también las combinaciones de teclas para el acceso rápido, describiremos algunos de ellos:

New: Muestra una nueva ventana de trabajo en blanco.Close: Cierra la ventana de trabajo.Open Cell: Abre una celda de la biblioteca del programa.Save: Guarda automáticamente el trabajo.Save as: Guarda en un sitio especifico el trabajo.

Open CrystalSaveSave as

Import: importa algún trabajo hacia la ventana del programa.Import Cell Standart ASCI I File Cell*.MTF Cell CaRIne Macintosh Crystal Standard ASCII File Crystall*.RES

Export: exporta el trabajo realizado en el programa.

Export Cell Standar ASCII File Crystal Standard ASCII File Standard ASCII File Prefs

Print previewPrint

File:Las funciones del menú de FILES permiten la dirección de los archivos de su documento. Hay 3 tipos de archivos:

- Adorno o células ( CEL,MTF2,MTF* ) - Cristales (CRY, RES2, RES*) - Cuadros (WMF, PICT)

CaRine permite a varios archivos de cristal de la misma célula de unidad se guarden. Con el fin de diferenciar estos archivos, CaRine da automáticamente la extensión ’’cel’’ a los archivos de adorno y ’’cry’’ a los archivos de cristales. CaRine también maneja la importación y la exportación de adornos y enrejados de los archivos de ASCII (formato de texto).

Figura 1

Estos comandos tienen las mismas funciones de lo descrito para las celdas, solo que esto lo realiza para un cristal

Esta sección es para las opciones impresión del los gráficos

Printer setup

OptionsQuit

EDIT:

CELL:

Triclinic: primitive (p) /Primitive

El menú edit nos permite realizar las operaciones siguientes:Can’t undo: Deshace la acción realizada.Copy: Realiza una copia

Los comandos de Cell nos permiten definir muestro propios adornos o células de unidad.Creation: permite observar cómo está compuesto la partícula y también modificarla agregando o quitando algún elemento a la muestra.

PrimitivaBase centrada

PrimitivaBase centradaCuerpo centradoCara centrada

PrimitivaCuerpo centrado

PrimitivaCuerpo centradoCara centrada

Space groups: grupo de espacios.

Cristal to cell : celda del Cristal.

Hkl/uvw:

Los comandos son:

Este menú tiene las funciones de permitir la visualización y la selección de planos y direcciones, además de las proyecciones basadas en índices cristalográficos.

Primitiva

Primitiva

CALCUL:

En el menú de Calcul tenemos herramientas interactivas que cumplen la función o

permiten las mediciones geométricas de los cristales estructuradas en 3D.

Esto se da utilizando el Mouse, pues las distancias y los ángulos son fácilmente calculados utilizando las formulas trigonométricas habituales

Los comandos de Calcul.:Distancia entre átomos

Angulo entre 2 direccionesAngulo entre 2 direcciones con el mouseAngulo entre 2 planosAngulo entre 2 direcciones con el mouseAngulo entre plano y la dirección

Angulo entre plano y la dirección con el mouse

Volumen de la celda unitariaDensidad de la celda unitaria

Lista de espacio de los planosLista de ángulo en los planosIdentificación de planos

Specials:

El menú Especial reagrupa las funciones que le son relativas a:

El Estudio de los átomos de un medio ambiente.La visualización de plano / dirección de rodadura.La relación de orientación entre varios enrejados.La proyección estereográfica.El diagrama de difracción de rayos X.Los enrejados recíprocos

Los comandos son:

CRYSTAL:

EntornoTextura

Proyecciones estéreosRetícula reciproca

Relación epitaxiaRetículas asociadas

Las funciones de este menú permiten la visualización de los átomos, los enlaces y

poliedros que se actúe en consecuencia. Cualquier modificación realizada sobre la

estructura, utilizando las siguientes funciones, sólo se refieren a las de cristal y no

afecten a la unidad de la célula.

Para los átomos de la unidad de células que se modificó debe utilizarse la función

´´ creation`` o la función ´´Crystal to cell``.

La mayoría de las funciones que permiten a las modificaciones puntuales de la

estructura y la visualización de cristal se puede acceder mediante la paleta de

herramientas. Cuando este es el caso, aparece un icono en frente de la función.

Los comandos son:

Desplegarse en

Esconder el átomoEsconder todoLlamarLlamar a todos

ModificarEtiquetar

Etiquetar todoRemover

Remover lo ocultoAgregar

Vacancia

Agregar linkMulti link

RemoverRemover todo

Modificar

Preferencias

Modificar poliOcultarMostrar

Mostrar todoRemover

Etiquetar

Etiquetar todo

VIEW:

Los comandos son:

WINDOW:

Este menú tiene las funciones de permitir las escalas de los enrejados

verdaderos o recíprocos y los parámetros de la rotación de cristal para

ser modificada.

GraficasEscala generalRadial escala

Aumento

Disminución

RotaciónAlrededor de un átomoAlrededor del centro

Los comandos son:

Este menú permite la organización de las ventanas de CaRine.

ActualizarHerramientas del cristalP.s herramientasHerramientas de rotaciónCascadaMosaicoArreglar iconosCerrar todo

TERCERA PARTE

c) Identificar los elementos de la pantalla principal del programa

powdercell 2.3 for windows

I. Barra de instrumento para influir en la representación de una estructura

Esta barra nos presenta diferentes botones con funciones como girar, rotar o

aumentar y disminuir una estructura, mostrar sus coordenadas, los símbolos las

distancias de los átomos.

II. Barra de herramientas o la barra de instrumento superior.

Esta barra puede llamar las funciones más importantes usando botones especiales

III. Barra de menús: donde encontramos los menús: archive, estructura, selección,

opciones, difracción, Windows, especial, ayuda.

IV. Barra de titulo.- esta barra nos muestra el nombre del programa, así como la

dirección donde se encuentra guardado el archivo.

Funciones de algunos iconos de las barras

CUARTA PARTE

d) DESCRIPCION DE LAS FUNCIONES PRINCIPALES DE LOS MENÚS

FILE: este menú tienes las funciones de guardar o abrir un archivo ya

existente, o crear un nuevo archivo, así como cerrarlo.

STRUCTURE: nos da funciones de toda la estructura, como una proyección

plana de tal, representación de límites; muestra los grupos y subgrupo.

SELECT: tiene las funciones de seleccionar un átomo, una molécula y su

rango o seleccionar toda la figura de un cristal que se esta representando, así

también tiene las funciones de deshacer o borrar lo seleccionado; y también de

mover los átomos seleccionados.

OPTIONS: este menú tiene las funciones: mostrar la barra de símbolos,

mostrar la representación de una estructura (de un elemento químico) muestra

su número atómico, radio, etc.

DIFFRACTION: como su nombre indica, este menú tiene que ver con todo

relacionado a la difracción de una estructura, como tenga que ver con cálculos

de difracción.

REFINEMENT: este menú indica todo que tiene que ver con el cálculo del

refinamiento de una estructura.

WINDOWS: este menú tiene las funciones de cómo mostrar las ventanas

abiertas en el programa, ya sea en forma cascada, o mostrando el titulo de una

ventana así como cerrar las ventanas abiertas.

SPECIAL: contiene funciones especiales al tratar una estructura de un cristal.

HELP: este menú tiene las ayudas para las funciones describiendo las

funciones o actividades que describe cada botón para el uso del programa, así

también nos describe y presenta el programa.

e) DIFERENCIAS ENTRE CARINE CRYSTALLOGRAPHY 3.0 Y POWDER CELL 2.3

.0 Carine crystalloghraphy 3.0 Powdercell 2.3

El CaRIne Crystallography 3.0 es una herramienta

informática que permite la creación, visualización y

modificación simulada de estructuras cristalinas.

Realiza diversos cálculos cristalográficos de los

diferentes modelos simulando una variedad de

condiciones experimentales

Unas de las tantas funciones para usar en el CaRIne

Crystallography 3.0 son:

Controlar la apertura o creación de celdas

cristalográficas.

Controlar la rotación de las celdas para un mejor

visualización de los planos cristalográficos.

Controlar la traslación de los planos.

Calcular las distancias entre los átomos de las

celdas.

Calcular el ángulo entre las direcciones de los

planos.

Calcular el volumen y la densidad de la celda

unitaria.

Crear proyecciones estereográficas.

Crear registros de difracción de rayos x para

diferentes longitudes de onda.

modificar el cristal.

La creación de un cristal.

Añadir átomos.

Estudiar las relaciones entre la orientación de los

cristales

El programa PowderCell 2.3 está pensado para realizar

la simulación del difractograma que se obtendría en un

experimento de difracción de un material cristalino

(mineral en nuestro caso). Simultáneamente, se realiza

la visualización de la estructura cristalina del mineral.

También con ayuda de este programa se pueden

cambiar algunos de los parámetros que describen sus

estructuras cristalinas (parámetros de celda elemental,

grupo espacial de simetría o coordenadas de los átomos

constituyentes) para estudiar cómo se modifica el

difractograma correspondiente. PowderCell es muy útil

para ilustrar de forma sencilla la relación que existe entre

la estructura interna de un material cristalino y el

diagrama de difracción (de rayos X o de neutrones).

Además, PowderCell permite realizar un estudio bastante

completo de un modelo, ya que :

Calcula los parámetros geométricos generales de la

estructura (distancias y ángulos de enlace, ángulos

de torsión interatómicos, etc) o de los átomos.

Este programa es incluso, puede variarse

interactivamente la disposición espacial o la

naturaleza química de los átomos seleccionados en

la estructura, y analizar los cambios que ello

provocaría en el diagrama de difracción.

Pregunta extra

¿Por qué el programa CaRIne Crystallography 3.0 muestra en la celda

elemental más átomos que los que debería mostrar de las estructuras

cristalográficas?

Bueno ello podría deberse a que la celda elemental es un bloque estructural

que debería repetirse entonces cuando observamos los átomos vecinos y el

numero de átomos que aparezca dependerá también del tipo de estructura

cristalina que tenga (cubica simple, BCC ,FCC, HEXAGONAL COMPACTA).