Топология кристаллических структур. Топологические типы. Программы и базы данных для анализа топологии. Лекция 9

Что такое топология?
Строгое определение дается в общей топологии
{Ai} → множество объектов, образующих
топологическое пространство
{(Ak, Aj, …)} → множество подмножеств топологических объектов - топология, заданная на топологическом пространстве
Тривиальная топология
Эта топология есть набор связей
Эта топология есть набор тайлов
А это что за топология?

Топологические объекты в кристаллохимии
Межатомный
контакт
Структурная
единица
Тайл,
тайлинг
Координационный полиэдр
Атомная
сетка
Переплетение
атомных сеток
Атом

Топологические представления
Полное представление (все атомы)
Каркас SiO2 (без атомов Na)
T каркас (только атомы Si)
Тайлинг (Si полости)
Паулингит, Na[AlSiO4]

Базовая топология структуры
MOF-5
[(μ4-1,4-бензолдикарбоксилато)3(μ4-O)Zn4]
Полное представление
Кластерное представление
примитивная кубическая топология

Способы упрощения топологии
Базовая топология (sql)

Обозначения топологических типов
Символы RCSR
http://rcsr.anu.edu.au/
dia
Алмазная сетка
Производные сетки
dia-a = аугментированная
dia-b = бинарная
dia-c = катенированная
dia-d = дуальная
dia-e = реберная
dia-x = расширенная

Определение топологического типа
Топологический тип – совокупность кристаллических структур с одной топологией атомной сетки
Изоретикулярный ряд – совокупность кристаллических структур с одной топологией базовой (упрощенной) сетки

Определение топологического типа
Точечный символ (PS)
Координационная последовательность (CS)
Расширенный точечный символ (ES)
Вершинный символ (VS)
TTD коллекция ~200,000 топологий
https://topospro.com
Топологический тип
fes

Компьютерный анализ топологии
ToposPro – с 1989 г.
https://topospro.com

Топологические базы данных
https://topcryst.com

Стандартный топологический анализ

Топологическая классификация
Изоретикулярные ряды (одна топология базовой сетки)

Дизайн и ретикулярная химия
[{Zn4O}(µ-R(CO2)2)3]
Металл-органические каркасы
(адсорбенты, катализаторы, газовые контейнеры)

Комбинированные методы дизайна