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隨著科技的快速發(fā)展和信息化的深入推廣，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)被收集和處理。這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫(kù)，其中CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)具有很大的影響力。CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)是一種由劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中心開(kāi)發(fā)和維護(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它包含針對(duì)無(wú)機(jī)晶體結(jié)構(gòu)的信息，并用于藥物發(fā)現(xiàn)和其他研究領(lǐng)域。本文將為您介紹學(xué)習(xí)CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)及簡(jiǎn)單易懂的使用指南。
一、支持CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言
CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)支持的語(yǔ)言有多種，例如python、Java、Perl、C++等，但是最為常用的是python語(yǔ)言，因?yàn)閜ython語(yǔ)言具有簡(jiǎn)單易懂、代碼簡(jiǎn)捷、易于維護(hù)的特點(diǎn)。此外， CCDC還提供了API（Application Programming Interface）來(lái)使用其中的函數(shù)。
二、CCDC數(shù)據(jù)和軟件安裝
要使用CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)，首先需要下載和安裝CCDC軟件及其相關(guān)的模塊。安裝前需要確認(rèn)自己的操作系統(tǒng)和python版本，然后選擇需要的CCDC軟件，下載并運(yùn)行安裝程序，緊接著，需要安裝對(duì)應(yīng)CCDC庫(kù)的API模塊，安裝方法為在命令行中輸入pip install ccdc或pip install gold等命令即可。此外，還需要輸入CCDC授權(quán)代碼，這個(gè)授權(quán)碼可以在官方CCDC網(wǎng)站申請(qǐng)免費(fèi)試用期。
三、CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作
1. 連接數(shù)據(jù)庫(kù)：在python中使用CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)，首先需要建立連接，代碼如下：
“`python
from ccdc import io
db=io.EntryReader(‘CSD’)
“`
通過(guò)上述代碼，CSD數(shù)據(jù)庫(kù)就已經(jīng)被成功地鏈接。連向其他的數(shù)據(jù)庫(kù)需要改變參數(shù)的值，但是使用方法都一樣。
2. 搜索晶體結(jié)構(gòu)：使用CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)的主要目的是搜索晶體結(jié)構(gòu)， CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)允許用戶根據(jù)一些結(jié)構(gòu)信息來(lái)進(jìn)行搜索，如分子式、分子量、空間群、晶胞長(zhǎng)度、晶胞角度等。我們以搜索簡(jiǎn)單有機(jī)物乙醇（Ethanol）的晶體結(jié)構(gòu)為例：
“`python
from ccdc import io
db=io.EntryReader(‘CSD’)
for e in db.search(io.StructureQuery().contns_atom(‘O’, 1).contns_atom(‘C’, 2).contns_atoms_lte(4)):
print(e.summary())
“`
通過(guò)以上代碼，我們即可搜索到所有含有乙醇結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)條目，并輸出了每個(gè)數(shù)據(jù)條目的摘要信息。
3. 讀取晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)信息是CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)中最有價(jià)值的信息，也是最常用的數(shù)據(jù)。CCDC軟件提供了多種方法來(lái)讀取晶體結(jié)構(gòu)中的信息，如原子坐標(biāo)、鍵長(zhǎng)、晶胞參數(shù)等。用戶可以通過(guò)CCDC軟件中提供的API實(shí)現(xiàn)讀取的操作，代碼如下：
“`python
?from ccdc import io
db=io.EntryReader(‘CSD’)
entries=db.search(io.StructureQuery().contns_atom(‘O’))
for e in entries:
crystal=e.crystal
print(“Spacegroup:”, crystal.space_group_symbol)
for i, atom in enumerate(crystal.molecule.atoms):
if atom.atomic_symbol==’H’:
print(i, atom.atomic_symbol, atom.coordinates)
“`
上述代碼中，我們首先搜索所有含有氧原子的晶體結(jié)構(gòu)，然后對(duì)每個(gè)晶體結(jié)構(gòu)遍歷其原子信息并輸出。
4. 晶體結(jié)構(gòu)可視化：CCDC還提供了利用其它軟件進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)可視化的方式。例如我們使用達(dá)西（Dassault Systems）公司的3DExperience平臺(tái)來(lái)可視化CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)中的晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)效果如下：
三、
以上是使用CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單易懂的使用指南。CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于科研工作者及其它相關(guān)人員來(lái)說(shuō)具有很大的幫助，可以讓他們快速地獲取無(wú)機(jī)晶體結(jié)構(gòu)的信息。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，除了學(xué)習(xí)以外，重要的事情是練習(xí)，只有不斷的練習(xí)才能更好的理解和掌握。
參考文獻(xiàn)：
[1]CCDC官方網(wǎng)站（https://www.ccdc.cam.ac.uk/）
[2]S. R. Hall and F. H. Allen. Molecuar Editing Data, CCDC Cambridge UK, 1994
[3]P. Bernstein, C. Koetzle, et al. The Cambridge Structural Database: A quarter of a million crystal structures and rising, Acta Cryst, B58(2023) 380-388.
[4]B. Coles, B. Frey, G.T.Groy, et al. CDL Max: Knoweldge-Based Potential for Crystal Design and Optimezation. Acta Cryst, B71(2023) 487–510.
[5]Q. Chen, M. Zhu, R. Luo. Computational Screening and Study of Two-Dimensional Layered Materials. Chem Phys Lett. 2023, 778.
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- cif7是啥
- 誰(shuí)有XRD粉末衍射卡片數(shù)據(jù)庫(kù)的？比如ICDD的PDFWin，希望是最新的。
cif7是啥
cif7是河南工業(yè)大學(xué)里的一個(gè)賬號(hào)。根據(jù)查詢相關(guān)息，每個(gè)晶體的數(shù)據(jù)包含有晶胞參數(shù)、原子坐標(biāo)、文獻(xiàn)資料等，可以CIF格式的文件保存。CIF文件是晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和交流的最常見(jiàn)文件格式之一。提供CIF文件查找下載服務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)有很多，例如：劍橋晶體學(xué)數(shù)據(jù)中心(CambridgeCrystallographicDataCentre，CCDC)和晶體學(xué)公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)(CrystallographyOpenDatabase，COD)，另外像”ActaCrystallographica”等IUCr(國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)盟)旗下期刊也提供已發(fā)表晶體結(jié)構(gòu)的CIF文件下載。
誰(shuí)有XRD粉末衍射卡片數(shù)據(jù)庫(kù)的？比如ICDD的PDFWin，希望是最新的。
單晶的是另一套數(shù)據(jù)庫(kù) CCDC。至于為什么不用粉末衍射，如果你合成的配合物是單一組分，并且量較大，測(cè)試粉末衍射才有意義。通常，或者說(shuō)大多數(shù)情況下，只得到一兩顆晶體，且產(chǎn)物非均相。同時(shí)，粉末衍射圖譜遠(yuǎn)比單晶衍射數(shù)據(jù)復(fù)雜，雖然目前在作從粉晶數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析這方面的嘗試，但準(zhǔn)確性未得到普遍認(rèn)可。
如果你有CCDC的數(shù)據(jù)，很容易模擬粉末衍射譜圖。
ccdc數(shù)據(jù)庫(kù)怎么用的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于ccdc數(shù)據(jù)庫(kù)怎么用,學(xué)習(xí)CCDC數(shù)據(jù)庫(kù)：簡(jiǎn)單易懂的使用指南,cif7是啥,誰(shuí)有XRD粉末衍射卡片數(shù)據(jù)庫(kù)的？比如ICDD的PDFWin，希望是最新的。的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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