请教，对于氢氧原子数不同的晶体cif如何补氢？

renzhogn424

现在在研究一种铁矿物，其通式是Fe8O8(OH)8-2x(SO4)x，这里如果忽略SO4，就是Fe8O8(OH)8，在COD网站下载下来的cif是这样的，没有H原子的信息。

schwertmannite.cif (3.02 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

2025-9-2 15:00 上传 Uploaded

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那么问题来了，我要建模计算，如何正确补氢呢？？？应该是一半的O原子上有H，那我怎么来确定？按照成键数量来判断，好像所有O都有三个键与其它原子连接。
还望有高人指点！
有篇文献是这么来建模的，我也不知道它是怎么处理的

其实这个问题还是挺广的，很多下载下来的CIF都是不含有H原子信息的，如何O与H原子数相等，就无脑一个O上加一个H，比如LDH类。

Uus/pMeC6H4-/キ

从化学式看现实的晶体结构里氢的数量以及硫酸根的数量本来就不确定（编辑：这个老帖子也有提到），更别说晶体学无序的位置了，我怀疑就算把表征方法从测不准氢原子位置的X光衍射换成测得准的中子衍射之类（http://sobereva.com/569）也只能得到一堆分数占据的氢原子。

这个cif文件似乎是来自AMCSD的，和COD-9015059基本一致。晶胞内有16个铁原子和32个氧原子，可以大致区分为下图所示红绿蓝高亮的三组：

如果参考layered double hydroxide里氢氧根的成键情况，图中绿色的16个氧偏离与之最靠近（或者说可视化软件通过一定几何依据生成的辅助视觉效果的“成键”，见http://sobereva.com/414）的三个铁原子构成的平面较远，更有可能是四面体四配位氧的位置，刚好补氢变成羟基之后之后组成也符合+3价铁对应的FeOOH。如果往蓝色的另外16个氧上补氢，就容易产生较小的Fe-O-H键角而不太合适。

补氢可以用GaussView的Builder - Add Valence功能，一个个点击上述标绿色的氧，然后再调一调键长键角二面角使之指向空隙。

renzhogn424

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-9-4 12:50
从化学式看现实的晶体结构里氢的数量以及硫酸根的数量本来就不确定（编辑：这个老帖子也有提到），更别说晶 ...

非常感谢！！！前阵子出差一下忘了回复了，不好意思！
根据您的建议，我调整了下，看起来感觉也挺合理的！待会优化下再看看。


另外有个疑问，您是从Fe-O-H的键角来判断加氢原子的位置，这里要考虑键长么？我量了下Fe-O的距离，在1.79~2.35埃不等，需要用它来辅助判断么？
谢谢

Uus/pMeC6H4-/キ

renzhogn424 发表于 2025-9-26 15:22
非常感谢！！！前阵子出差一下忘了回复了，不好意思！
根据您的建议，我调整了下，看起来感觉也挺合理 ...

如果了解LDH类晶体结构中非羟基氧与羟基氧的键长特征，那是可以辅助判断，但是我不熟。键角与二面角的问题结合VSEPR指出的四面体四配位、八面体六配位等结构化学基础知识相对容易快速判断一点。

renzhogn424

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-9-26 16:37
如果了解LDH类晶体结构中非羟基氧与羟基氧的键长特征，那是可以辅助判断，但是我不熟。键角与二面角的问 ...

好的，非常感谢，现在我遇到的问题是SCF收敛不了，CP2K试了，QE也试了，不知道下一步咋办