
【化】 anisotropic temperature factor
各向异性温度因子(Anisotropic Temperature Factor)是晶体学中用于描述原子热振动方向依赖性的参数。其核心概念可通过以下四部分解析:
定义与术语对照 中文术语"各向异性温度因子"对应英文"Anisotropic Displacement Parameters (ADPs)",国际晶体学联合会(IUCr)将其定义为描述原子在晶格中非均匀热振动的张量参数。区别于各向同性温度因子(B-factor),ADPs通过6个独立分量构建三维椭球体模型,更精确表征原子在不同晶轴方向的振动幅度差异。
数学表达形式 温度因子数学表达式为: $$ T(mathbf{h}) = expleft[-2pi sum{i=1} sum{j=1} U_{ij} h_i h_j a_i^ a_j^right] $$ 其中$U_{ij}$构成对称二阶张量,$h_i$为倒易晶格矢量分量,$a_i^*$为晶胞基矢量的倒数。
应用领域 在蛋白质晶体结构解析中,ADPs帮助确定氨基酸侧链构象(PDB技术文档;在材料科学领域,其异常分布可指示晶体缺陷或相变现象(《Nature Materials》方法学标准。
参数对比 | 参数类型 | 自由度 | 适用场景| 表征维度 | |----------------|--------|-------------------------|----------| | 各向同性B因子| 1| 低分辨率结构解析| 球对称 | | 各向异性ADPs | 6| 高精度电子密度图修正| 椭球体 |
主要参考文献:
各向异性温度因子是晶体学中用于描述原子热振动方向差异的重要参数,其核心定义及特点如下:
1. 基本定义 各向异性温度因子(Anisotropic Temperature Factor)用于表征晶体中原子的热振动在不同方向上的非均匀性。与假设原子各方向振动相同的各向同性温度因子(如$B{iso}$)不同,它通过六个独立参数($B{11}$、$B{22}$、$B{33}$、$B{12}$、$B{13}$、$B_{23}$)描述三维空间中的振动特性。
2. 物理意义
3. 应用与重要性 在X射线衍射分析中,该因子修正原子热振动对衍射强度的影响,通过热椭球模型直观展示原子振动分布。高精度晶体结构测定(如单晶四圆衍射)必须包含此参数,以准确解析原子位置和振动模式。
4. 对比各向同性温度因子 各向同性模型仅用单一参数$B_{iso}=8piu$描述平均振动水平,而各向异性模型更适用于低对称性晶体(如三斜、单斜晶系),能更真实反映原子运动。
扩展参考:温度因子参数还可通过$U{ij}=B{ij}/(8pi)$或$beta{ij}=B{ij}/4$转换,不同领域可能采用不同符号体系。
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