
【化】 anisotropic temperature factor
各向異性溫度因子(Anisotropic Temperature Factor)是晶體學中用于描述原子熱振動方向依賴性的參數。其核心概念可通過以下四部分解析:
定義與術語對照 中文術語"各向異性溫度因子"對應英文"Anisotropic Displacement Parameters (ADPs)",國際晶體學聯合會(IUCr)将其定義為描述原子在晶格中非均勻熱振動的張量參數。區别于各向同性溫度因子(B-factor),ADPs通過6個獨立分量構建三維橢球體模型,更精确表征原子在不同晶軸方向的振動幅度差異。
數學表達形式 溫度因子數學表達式為: $$ T(mathbf{h}) = expleft[-2pi sum{i=1} sum{j=1} U_{ij} h_i h_j a_i^ a_j^right] $$ 其中$U_{ij}$構成對稱二階張量,$h_i$為倒易晶格矢量分量,$a_i^*$為晶胞基矢量的倒數。
應用領域 在蛋白質晶體結構解析中,ADPs幫助确定氨基酸側鍊構象(PDB技術文檔;在材料科學領域,其異常分布可指示晶體缺陷或相變現象(《Nature Materials》方法學标準。
參數對比 | 參數類型 | 自由度 | 適用場景| 表征維度 | |----------------|--------|-------------------------|----------| | 各向同性B因子| 1| 低分辨率結構解析| 球對稱 | | 各向異性ADPs | 6| 高精度電子密度圖修正| 橢球體 |
主要參考文獻:
各向異性溫度因子是晶體學中用于描述原子熱振動方向差異的重要參數,其核心定義及特點如下:
1. 基本定義 各向異性溫度因子(Anisotropic Temperature Factor)用于表征晶體中原子的熱振動在不同方向上的非均勻性。與假設原子各方向振動相同的各向同性溫度因子(如$B{iso}$)不同,它通過六個獨立參數($B{11}$、$B{22}$、$B{33}$、$B{12}$、$B{13}$、$B_{23}$)描述三維空間中的振動特性。
2. 物理意義
3. 應用與重要性 在X射線衍射分析中,該因子修正原子熱振動對衍射強度的影響,通過熱橢球模型直觀展示原子振動分布。高精度晶體結構測定(如單晶四圓衍射)必須包含此參數,以準确解析原子位置和振動模式。
4. 對比各向同性溫度因子 各向同性模型僅用單一參數$B_{iso}=8piu$描述平均振動水平,而各向異性模型更適用于低對稱性晶體(如三斜、單斜晶系),能更真實反映原子運動。
擴展參考:溫度因子參數還可通過$U{ij}=B{ij}/(8pi)$或$beta{ij}=B{ij}/4$轉換,不同領域可能采用不同符號體系。
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