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Quantum crystallographic charge density of urea

机译：尿素的量子结晶电荷密度

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摘要

Standard X-ray crystallography methods use free-atom models to calculate mean unit-cell charge densities. Real molecules, however, have shared charge that is not captured accurately using free-atom models. To address this limitation, a charge density model of crystalline urea was calculated using high-level quantum theory and was refined against publicly available ultra-high-resolution experimental Bragg data, including the effects of atomic displacement parameters. The resulting quantum crystallographic model was compared with models obtained using spherical atom or multipole methods. Despite using only the same number of free parameters as the spherical atom model, the agreement of the quantum model with the data is comparable to the multipole model. The static, theoretical crystalline charge density of the quantum model is distinct from the multipole model, indicating the quantum model provides substantially new information. Hydrogen thermal ellipsoids in the quantum model were very similar to those obtained using neutron crystallography, indicating that quantum crystallography can increase the accuracy of the X-ray crystallographic atomic displacement parameters. The results demonstrate the feasibility and benefits of integrating fully periodic quantum charge density calculations into ultra-high-resolution X-ray crystallographic model building and refinement.
机译：标准的X射线晶体学方法使用自由原子模型来计算平均晶胞电荷密度。但是，实际分子共享的电荷无法使用自由原子模型准确捕获。为了解决这一局限性，使用高级量子理论计算了结晶尿素的电荷密度模型，并针对包括原子位移参数影响在内的公开超高分辨率实验布拉格数据进行了完善。将所得的量子晶体学模型与使用球形原子或多极方法获得的模型进行比较。尽管仅使用了与球形原子模型相同数量的自由参数，但量子模型与数据的一致性与多极模型相当。量子模型的静态理论结晶电荷密度与多极模型不同，这表明量子模型提供了实质性的新信息。量子模型中的氢热椭球与使用中子晶体学获得的氢非常相似，表明量子晶体学可以提高X射线晶体原子位移参数的准确性。结果表明将全周期量子电荷密度计算集成到超高分辨率X射线晶体学模型的建立和完善中的可行性和益处。

著录项

  • 来源
    《IUCrJ》 |2016年第4期|共10页
  • 作者

    Wall M.E.;

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  • 正文语种
  • 中图分类 晶体学;
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