【物理科研】福利干货:晶体学数据库大盘点
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在信息化社会，充分有效地管理和利用各类信息资源，是进行科学研究和决策管理的前提条件。数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分，它也是进行科学研究和决策管理的重要技术手段。
因此，为了深入地对晶体学进行研究和探索，几个著名的晶体学数据中心相继被建立。这些数据中心的主要作用之一是收集、储存和提供已知化合物的晶体结构数据。因此，越来越多的科学杂志在发表论文前，把论文有关的晶体学参数、化合物分子式、晶胞参数、空间群、原子坐标及其原子位移参数、精修结果参数等，以电子版的形式存放到这些著名的国际晶体学数据中心。
So，本期的干货就是：对晶体学数据库来个大盘点吧！
五大晶体学数据库
1. 剑桥结构数据库（The Cambridge structural Database, CSD ）（英国）
位于英国剑桥大学的剑桥晶体数据中心（Cambridge Crystallographic Data Centre, CCDC）自1965年起就从事晶体数据的收集、整理与计算机化的工作。
CCDC提供的剑桥晶体结构数据系统（Cambridge Structural Database System, CSDS）是该中心同美国Brookhaven国家实验室合作的成果，基本上包括已发表的所有原子个数（包括氢原子）在500以内的有机及金属有机化合物晶体数据，并对收集的数据进行严格评审。
CCDC目前提供的CSDS 包括剑桥结构数据库（Cambridge Structural Database, CSD）是基于X射线和中子衍射试验唯一的有机小分子及有机金属分子晶体结构数据库。它只收集并提供具有C-H键的所有晶体结构，包括有机化合物、金属有机化合物、配位化合物的晶体结构数据。
图1 CCDC
2. 蛋白质数据库（The Protein Data Bank, PDB）（美国）
PDB是目前最主要的收集生物大分子(蛋白质、核酸和糖)2.5维（以二维的形式表示三维的数据）结构的数据库，是通过X射线单晶衍射、核磁共振、电子衍射等实验手段确定的蛋白质、多糖、核酸、病毒等生物大分子的三维结构数据库。
图2 PDB
3. 无机晶体结构数据库（The Inorganic Crystal Structure Database, ICSD）（德国）
ISCD收集并提供到目前为止所有试验测定的、除了金属和合金以外、不含C–H键的无机物晶体结构的信息，包括化学名和化学式、矿物名和相名称、晶胞参数、空间群、原子坐标、热参数、位置占位度、R因子及有关文献等各种信息。
该数据库从1913年开始出版，至今已包含近10万条化合物目录。每年更新两次，每次更新会增加2000种新化合物，所有的数据都是由专家记录并且经过几次的修正，是国际最权威的无机晶体结构数据库。它和剑桥结构数据库（CSD）是国际上重要的两大晶体学数据库。
Imp：ICSD也推出了自己的检索工具，名为FindIt，是商业化的软件，如果你愿意的话可以购买这个软件或者登录（http://icsd.fiz-karlsruhe.de）去索要晶体结构信息，有时它甚至比CCDC更加常用。
图3 ICSD
4. 金属和合金晶体数据库（Metals and Alloys Crystallographic Database, CRYSTMET）（加拿大）
CrystMet数据库目前由托特信息系统维护，包含金属、合金和金属间化合物的晶体学信息。通过访问crystalworks网站能够搜索CrystMet。里面收集了1913年以来金属单质、金属化合物和固溶体的晶体数据，包括金属元素与硼、硫、硅、锗等元素的化合物。目前在该库中约有 60000多个条目，每一条目存储一种晶体的信息。其中大约80% 以上的条目存有原子坐标，其余的条目只包含晶胞参数和空间格子类型的信息。
图4 CRYSTMET
5. JCPDS－国际衍射数据中心的粉晶数据库（JCPDS-International Center for Diffraction Data, JCPDS-ICDD）（美国）
国际衍射数据中心®（The International Centre for Diffraction Data）（ICDD®）是一个非盈利的科学组织，致力于收集、编辑、出版和发行用于晶态材料鉴定的粉末衍射数据。粉末衍射文件中包含了760019多个唯一的材料数据条目。在该库中，每一种单相物质都有一套资料，包括晶体名称、化学成分、参考文献、收集衍射数据时的实验条件、各条粉晶衍射的 d-I/I1 值等。这些资料除了在卡片上可提供检索外，还记录在磁带和磁盘上，便于用电子计算机进行自动检索。
图5 ICDD
更多数据库……
6.开放晶体结构数据库（Crystallography Open Database, COD）
COD是储存晶体学数据、原子坐标参数以及详细的化学内容和参考文献的、以计算机控制管理的数据库。它对所收集的大量分子结构数据进行了全面的、广泛的整理、核对和质量评价，因此它所提供的数据要比原始文献更为准确。这些信息由可靠的、恰当的软件管理，可以方便地检索、筛选和进行系统的分析，还可对数据进行加工并绘成各种规格的图形。
晶体结构数据库的作用为：①获得精确的分子几何图形信息；②检索给定几何形状的分子；③绘制构象变化过程的图象；④从分子几何形状决定其电子性质；⑤分析分子间的相互作用；⑥推断一些反应的机理。
图6 COD
7. 矿物拉曼光谱、x射线衍射和化学数据的综合数据库（the RRUFF Project website containing an integrated database of Raman spectra, X-ray diffraction and chemistry data for minerals, RRUFF）
RRUFF项目是创建一套完整的矿物质高质量光谱数据，并且和世界分享这些正在开发的技术信息。RRUFF可以查询各种矿物的晶体学数据。
图7 RRUFF
8. 化学物质结构数据库（Chemical Structure Lookup Service, CSLS）
CSLS的原理是从多个免费化学数据库中查找数据。你可以通过名称、结构和一系列的分子特征查找超过两千七百万种化合物。搜索结构中会包括有你所要搜索的分子的数据库的链接。
图8 CSLS
9. 有机化合物数据库（the Organic Compounds Database, OCD）
OCD中包括2483种有机化合物数据。
图9 OCD
10. 有关空间群、超空间群的数据库（Bibao Crystallographic Server, BCS）
BCS中包括空间群检索工具、磁对称及应用、集团-空间群的子群关系、交涉和毕尔巴鄂不适应晶体结构数据库等。
图10 BCS
11. 物理学参考数据（Physical Reference Data, PRD）
PRD中包括元素数据索引、元素的原子属性、物理常数、原子光谱数据、分子光谱数据、原子和分子数据、X射线和伽马射线数据、辐射剂量测定数据、核物理数据和凝聚态物理数据等。
图11 PRD
12. 原子散射因子数据库
图12 原子散射因子数据库
13. 元素X射线特征表
通过单击元素名称的任何按钮，来获得其X射线的属性。
图13 元素X射线特征表
14. 化学元素周期表（The Periodic Table by WebElements, PTW）
根据原子序数对化学元素从小至大排序，得到元素性质的递变规律和元素之间的内在联系。
图14 PTW
15. 化学元素物性周期表
图15 化学元素物性周期表
16. 矿物晶体结构数据库（Mineral crystal structure database, MCSD）
MCSD中包括矿物卡号码、矿物名称、晶体化学式、晶体结构特点、矿物分类、矿物化学成分和晶体结构参数。
图16 MCSD
17. 美国矿物学家晶体数据库（American Mineralogist Crystal Structure Database, AMCSD）
这个网站是一个包括发表在美国矿物学家，加拿大矿物学家，欧洲矿物学和物理化学矿物学报，以及从其他期刊中选取数据集的晶体结构数据库的接口。，以及由美国国家科学基金会资助。数据库提供交互式软件套件，可以用于查看和设置晶体结构和计算晶体的不同性质，例如几何形状，衍射图案，和晶体电子密度。
图17 AMCSD
18. 沸石结构数据库（the Database of Zeolite Structures, DZS）
DZS提供了所有沸石骨架类型的结构信息,其中包括每个框架式的说明和图纸、晶体学数据和代表性材料模拟粉末衍射图案、建筑模型的详细说明、无序沸石结构的的描述等。
图18 DZS
19. 矿物结构数据库（ Mineral Structures Database, MSD）
MSDB包含大多数岩石形成矿物的晶体和其物理性质的数据。
图19 MSD
20. 矿物学数据库（Mineralogy Database, MD）
MD包含4714个独立的矿物物种的链接和一个全面的图像库描述。每种矿物有链接到专门晶体表，晶体结构，X射线粉末衍射，化学成分，物理和光学性质，Dana的新的分类，Strunz分类，矿物标本图像和矿物种类的字母顺序列表的页面,也包含一些广泛联系矿物的数据和信息等外部来源。
图20 MD
21. 矿物学数据库（Mindat.org）
分享一切对矿物有关的知识。
图21 Mindat.org
22. 雅典矿物数据库（Athena Mineral, AM）
雅典矿物搜索中包括矿物名称、矿业集团和模式产地等。
图22 AM
23. 印地安那大学分子结构中心分子结构数据库（Molecular Structure Center, MSC）
图23 MSC
24.晶体之星晶体学数据库【汇总】
图24 晶体之星
欢迎大家来补充。
来源：材料人
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