1.简介

在过去的十年里，米兰大学（Bicocca）的无机化学教学重点是非晶和结晶固体材料。本课程的主干包括课堂讲授，辅以基于计算机的实验室部分。学生在第三年第二学期和最后一年参加该课程，当时他们几乎完成了一般化学、无机化学、有机化学和物理化学的培训。实验室主管（本作者）遵循的方法是总结和利用学生在前五个学期获得的所有化学信息来研究简单无机晶体固体。

从一开始，这一目标就一直通过探索存储在晶体学数据库中的丰富化学来实现。由于无机物中存在的纯无机结构的复杂性晶体结构数据库（贝尔斯基等。, 2002)，作者选择利用剑桥结构数据库（CSD；Allen，2002）中存储的大量化学信息; 新郎等。, 2016)不断更新和验证。由于CSD在不同领域的整体表现和潜力，CSD在研究和教育领域的相关性在全球范围内受到高度重视（Taylor&Wood，2019). 已经发表了许多论文，专门讨论基于不同数据库中可用的全晶体数据的教学活动（Glasser，2016). 例如，有许多以教育为导向的论文讨论了分子几何学、立体化学、固体化学（Boldyreva，2010）)、反应途径（Wackerly等。, 2009; 战斗，费伦斯等。, 2010)和分子间相互作用（Battle、Ferrence等。, 2010; Battle&Allen，2012年; 沃洛格扎尼纳，2019年). 无机系统也被考虑在内，尽管它们的几何和键合特征比有机分子的更复杂。关于无机化合物的教学建议涉及金属中心的几何学、高/低自旋体系、背键和扬-特勒效应（戴维斯等。, 2002; Orpen，2002年; 雷格林斯基等。, 2004; 战斗等。, 2011一,b条). 这些文章进一步集成在“教学模块”（作战等。, 2010一,b条; 战斗，费伦斯等。, 2010)很容易在的“帮助/教程”菜单中找到水银，分子和晶体结构的图形和分析工具，随CSD程序套件（Macrae等。, 2020).

本文通过分析晶体结构及其与化学课程中所学化学主题的关系，回顾了十年来的无机化学教学。除了提高人们对大量晶体（以及化学）数据存在的认识外（Glasser，2016）)通过对晶体结构的分析，学生们有机会总结上节课所吸收的化学知识，并将来自不同化学领域的概念进行形式上的融合。此外，X射线晶体学很少出现在本科课程中（Pett，2010)学生几乎没有机会学习结晶学在科学中的作用，更没有机会发展基本技能晶体结构分析。

为了满足这些要求，案例研究的选择仅限于含有具有有机反离子的六水离子的无机固体。研究发现，对于没有经验的学生来说，这些包装足够简单，但化学成分却非常丰富，由强氢键网络产生的包装图案多种多样且有趣（Allen&Motherwell，2002）). 这里表明，对于选定的分子无机固体，经典氢键由于其强度和方向性，在决定拟议晶体结构的许多特征方面占主导地位，同时也是一种非常有效的教学工具。

2.检索案例研究ConQuest公司

适合本课程的分子无机结构子集每年更新一次，然后再分配给每个学生最终报告任务。最新搜索已在CSD 5.41版上执行，2020年3月和5月更新使用ConQuest 2.0.5版（布鲁诺等。, 2002). 检索到的晶体结构满足以下约束：

（i） 连通性搜索带有任何正电荷并与非桥联水分子结合的六配位金属阳离子。

（ii）晶体结构必须正好包含两个化学残基，以排除其他溶剂化物，从而限制结构复杂性，即只有一个六水离子和一个有机反离子。

（iii）“剩余因子”对<0.1（最终数据集中的最小值、最大值和平均值分别为0.0188、0.0867和0.0397）。

（iv）无无序、无错误、无聚合物结构、仅来自单晶数据的坐标（268次点击也包括金属阴离子）。

（v） 含有金属阴离子的结构被丢弃（64次命中）。

（vi）X（X）-H（H）(X（X）=C，N，O）键距离使用CSD软件中内置的默认值重新规范化，并与平均核间距相对应，以提高学生的清晰度。

根据监督员的判断，用手进一步筛选其余204个撞击点，以排除奇怪/困难的结构(例如复杂的硼笼）和缺少氢原子的结构，特别是不能从局部立体化学确定其位置的水氢。由于空间组错误或重复，一些结构被丢弃。所有结构都经过检查，并配备了一整套氢原子。

最终的数据集包括134次点击，显示了各种阴离子产生基于以下金属中心的多种晶体结构：Cd²⁺，公司²⁺，铜²⁺，铁²⁺，镁²⁺，锰²⁺，镍²⁺，V²⁺，锌²⁺，铝³⁺，铬³⁺，铁³⁺，如³⁺本文的支持信息中提供了一份可接受结构的列表，作为电子表格文件，其中还包括每个结构的CSD参考代码、金属阳离子、有机阴离子、氢键网络的简短描述、阳离子或阴离子之间氢键的存在、同晶结构，多晶型，空间组， 对-因子值和有用的备注。通过对每一列进行过滤和排序，用户可以选择子集来为自己的教学活动编程。

3.教学活动描述

3.2. 所选晶体结构的描述

在规划本课程时，CSD已被挖掘出来，以提取具有扩展氢键网络的无机晶体结构，同时代表适合本科生的结构复杂性水平。通过选择阶段的134个晶体结构，全部包括M（M）（H）₂O）₆^n个+阳离子，由于分子间氢键，显示出各种有机阴离子以及局部和晶体环境。所有结构都显示出层中阳离子的分离[排成一行的阳离子或隔离的水离子已被排除；支持信息中的电子表格文件报告了金属中心链的示例（参见参考代码FEYTIN；Ma等。, 2005)]. 这些层为缺乏经验的学生代表了一个易于可视化的结构主题。所有选定的结构都包含由两层阴离子组成的多层，其中一层为M（M）（H）₂O）₆^n个+阳离子夹在中间。氢键网将配位水分子与阴离子中的受体原子连接起来，而与金属中心没有直接配位。有机阴离子可分为许多不同的类别，并带有一个或多个官能团，能够充当氢键受体（在某些情况下也可以充当供体），从而产生主要是强氢键的延伸网络（见第4节用于评估氢键强度的简单原子间距离标准）。与六水离子相连的阴离子采用多种构型，形成阴离子/阳离子/阴离子三层（以下简称“三层”），其特征是(一)根据具有弱层间相互作用的bumps-into-hollows规则，在相邻三层顶部进行简单叠加(b条)相邻阴离子片的深交错或(c（c）)在3D架构中通过桥接阴离子来连接片材。在一些情况下，还存在直接的阳离子-阳离子和/或阴离子-阴离子氢键，从而增加了数据集中可用的结构基序的多样性。全部D类-H月A类(D类=氢键供体；A类=氢键受体）相互作用包括氮原子和氧原子，氮原子只来自阴离子单元。只有两个结构基于D类-H…S相互作用。

手动检查结构水银导致识别出上述三种主要类型的氢键合三层，分别命名为“堆叠层”、“交指层”和“互连层”。为了改进教学过程，老师向学生演示了所选化合物类的包装图案，并在以下章节中进行了详细说明。这种有点武断的分类为描述氢键框架引入了最少的通用语言，学生在分析自己的结构时很容易理解和应用。以下简要介绍了这些结构类型的一些示例，以说明它们在无机结构化学教学中的潜力。分子内细节在此未报告，但是学生最终评估程序的强制性部分（见第4节). 三种不同结构类型的示意图如图1所示应理解，当水离子或有机阴离子的带状物沿垂直于图1平面的方向延伸时，形成一层。

图1 已接受134次点击中观察到的三重阴/阳离子/阴离子层的结构示意图，显示堆叠层（I型）、叉指层（II型）和互连层（III型）。当有机阴离子连接的水离子带沿垂直于图形平面的方向延伸时，就形成了层。在下面的所有排列图中，与三层相切的投影保持不变。六水离子以绿色球体表示，阴离子以橙色椭球表示，氢键以蓝色线条表示。

3.2.1. I类-堆叠层

134个CSD点击中，共有27个点击共享由不同金属中心和阴离子组成的I型结构；根据BENBIG01（Johnston&Tinapple，2018)、FABWEM（里德尔等。, 2011)，LIJSOM（亨德森和尼科尔森，1995年)和TOKBUR（查加斯等。, 2008)结构（请参阅支持信息中电子表格文件中的ISOMORPHS列）。这种结构类型（图1（左）是六水金属离子中最简单的一种，带有有机反离子。其特征是阴/阳/阴三层，接触表面具有不同的波纹度，但阴离子层与相邻层没有明显的交叉。因此，三层简单地堆叠在一起，并由通常比2D扩展氢键网络和阳离子与阴离子之间的库仑力弱的力保持在一起。

典型的I型晶体结构是六水镍（II）双金属(D类-樟脑-10-磺酸）（CSD参考代码LIJSOM；Henderson&Nicholson，1995). LIJSOM中阳离子单元周围的局部环境如图2所示六个阴离子通过磺酸盐氧原子与阳离子水分子氢键结合。磺酸盐基团利用其所有氧原子桥接不同的阳离子中心。阴离子的酮氧原子不参与任何氢键。阳离子充当氢键供体，而阴离子充当受体。由于阴离子和阳离子之间的氢键，形成了平行于（001）平面的层。在这种情况下，不存在直接的阳离子-阳离子氢键。通过向下看[100]和更有效地看[010]（图3）的包装图可以很容易地理解)方向，相邻层相互叠放，没有交叉，留下微弱的力将三个阴/阳/阴层粘合在一起。根据这一结构特征，合理的假设是存在平行于（001）的易解理。

图2 六水镍（II）双金属中阳离子周围的局部环境(D类-樟脑-10-磺酸）（CSD参考代码LIJSOM；Henderson&Nicholson，1995). 悬挂的O-H­O-S触点（为清晰起见，此处未显示）负责通过进一步连接阳离子形成无限（001）层。

图3 六水镍（II）bis­的包装图(D类-樟脑-10-磺酸）（CSD参考代码LIJSOM；Henderson&Nicholson，1995)沿[010]查看，即与三层平行。绿色八面体代表从侧面观察的镍离子配位壳。与（001）平行的阳离子层由阴离子（受体）和阳离子（供体）之间的氢键（用蓝线突出显示）连接在一起。不存在直接阳离子-阳离子氢键。相邻层相互堆叠，没有交叉。

一些I型结构也有直接的阳离子-阳离子或阴离子-阴离子氢键，分别由作为受体的水分子介导，或由于阴离子上存在氢键供体位点。一个有趣的例子是六水钴（II）双邻苯二甲酸氢盐，已知有三种单斜多晶型[CSD参考代码COHDPH（Adiwidjaja等。, 1978)，COHDPH01（库珀斯，1990)和COHDPH02（Kariuki&Jones，1993）)]. 多晶型COHDPH01的特征是邻苯二甲酸氢阴离子中存在分子内氢键，该氢键还充当所有氧原子的六倍受体，并连接到四个阳离子。其余的多晶型都显示出氢键，涉及相邻的阴离子，并产生与[100]平行发展的之字形链。COHDPH中发现的构型与邻苯二甲酸氢钾中观察到的构型相近（CSD参考代码KHPHAL01；埃雷米纳等。, 1993)沿着[001]。除这些特征外，COHDPH还显示阳离子之间的氢键，导致六水钴（II）离子的直链沿着[101]排列（图4).

图4 COHDPH（Adiwidjaja）中观察到的[100]阴离子之字形链和[101]阳离子直链的向下视图等。, 1978).

当施加平行于三层的剪切力时，由于表面阴离子板之间的弱相互作用，I型结构很可能容易被劈开。米兰-比科卡的学生被要求评估其结构中可能存在的解理，因为这一特性在低维材料中具有相关性。基于能量评估支持的晶体结构拓扑分析的计算方法已被证明足够稳健，可以提取2D氢键网络，从而在特定类别的有机晶体（Zolotarev等。, 2016). 不幸的是，对此处描述的134个六水体系相关的科学文献进行随机检查后，发现没有对这一基本性质进行讨论。

3.2.2. II类-交叉指状层

第二类由32个结构代表，在选定的134个点击中，涉及许多不同的阴离子和阳离子，再次以上述三层图案为特征。这些体系结构的特点是三层与相邻层之间有很大程度的交叉。交叉指征是由两个相邻层的阴离子之间通过不涉及氢键的分子侧配合的阴离子基团产生的（图1，中间）。这是学生第二种易于识别的模式，代表了从I型结构到III型结构（见下一节）在相邻三层之间相互作用的相关性方面的中间步骤。

II型结构的一个例子是六水甘氨酸（II）双（4-苯乙烯磺酸盐）（CSD参考代码SUVBOA；Leonard等。, 1999)这表明阳离子在平行于（001）的平面上的分离，并通过Mn-O-H…O-S相互作用桥接阴离子而保持在一起。聚焦于阳离子层，平行于[010]移动时，阴离子通过氢键交替连接到一个阳离子层或梳状结构中的下一个阳离子层次[图5(一)]. 同样的观点也说明了（002）板坯内形成的网络，并解释了强粘结三层的存在。在图5中(b条)三层的俯视图显示了可用于相邻阴离子片的叉指状的分子沟槽。事实上，由于沿[010]的氢键阴离子之间存在较大的分离，因此有空间将[100]行氢键阴离子插入下一层。在II型结构中，解理可能更困难，但目前尚不清楚。

图5 (一)六水锰（II）双（4-苯乙烯磺酸盐）包装图（CSD参考代码SUVBOA；Leonard等。, 1999)向下查看[100]，即与三层平行。阳离子通过阴离子（受体）和阳离子（供体）之间的氢键夹在（001）层阴离子之间。不存在直接阳离子-阳离子氢键。相邻层显示出深度交叉的阴离子基团。(b条)带有桥接阴离子的阳离子层的垂直视图（仅显示了顶部的阴离子），产生具有宽间距[100]行的2D网络，可用于交叉。

当然是长阴离子，比如CSD参考代码FAFYIX（哦等。, 2016)，KURWOK（Tai&Zhang，2010年)和RIHFEV（阿斯伯里等。, 2013)梳状结构的手指变得更加缠绕，可能会阻止沿着相关的晶面容易分裂。

只有少数II型结构包含直接阳离子或阴离子-阴离子氢键（有关列表，请参阅支持信息）。II型结构显示六个不同的同构群和一个同构但不同构的序列，所有这些都列在支持信息中。

3.2.3. III类-互连层

III型结构是最密集的，共有75次命中，阴离子和阳离子的选择非常丰富，其特征是完全3D超分子结构。事实上，这些3D结构包括通过氢键连接的阳离子层，阴离子部分充当桥接基团。与I型和II型结构不同，III型层由涉及阴离子部分两端的氢键连接在一起，因此在两个阳离子片上充当柱。与阳离子氢键有关的位点还包括三分之二结构的阴离子中性官能团，如图6中的中性氨基作为阳离子的第二附着点。通过中性基团将阴离子连接到阳离子的氢键也稀疏地存在于I型和II型结构中（分别为四种和两种情况）。

图6 六水镁（II）双（4-氨基苯磺酸盐）包装图（CSD参考号VOPCEI；Shakeri和Haussühl，1992)沿[010]查看，即与三层平行。平行于（001）的阳离子层通过阴离子（SO）之间的氢键结合在一起三负极受体）和阳离子（H2O供体）加上NH…OH2互动。无直接阳离子-阳离子或阴离子-阴离子氢键。

互连结构的示例如图6所示六水镁（II）双（4-氨基苯磺酸）（CSD参考代码VOPCEI；Shakeri&Haussühl，1992). 与往常一样，磺酸盐基团（134次碰撞中最常见的阴离子部分）与强氢键有关，但这里也有一个供体氨基与水分子的孤对相互作用。因此，4-氨基苯磺酸阴离子桥接相邻的阳离子片（图6). 在这种情况下，没有直接的阳离子或阴离子-阴离子氢键。

为图4选择的投影(一)和5可能错误地支持了这样一种印象，即阴离子总是具有几乎与层正交的长分子轴。然而，支柱不一定与三层正交。这个晶体结构六水铜（II）2,3,5,6-四氟苯-1,4-二磺酸盐（CSD参考代码AQOXIO；Muesmann等。, 2011)是明显倾斜支柱的示例（图7)铜原子平面和穿过C的最小二乘平面之间具有二面角₆如果₄S公司₂单位为50°。

图7 六水铜（II）2,3,5,6-四氟苯-1,4-二磺酸盐（CSD参考代码AQOXIO；Muesmann等。, 2011)向下查看[010]。平行于（001）的阳离子层以垂直于图形平面的方向发展，并由二离子桥（氢键受体）和阳离子（氢键供体和受体）连接在一起。铜原子平面和通过C的最小二乘平面之间的二面角6如果4S公司2单位为50°。直接的强阳离子氢键为[100]链提供了2.67°的O…O距离和173.6°的O-H…O角。铜阳离子显示出相关的Jahn–Teller畸变，其中四个短（1.948和1.979Ω），两个长（2.380Ω）Cu-OH2粘结距离。

由于III型盐中阴离子的丰富功能化，除了阳离子与阴离子的氢键外，许多晶体结构还表现出阳离子-阳离子或/和阴离子-阴离子氢键。这些相互作用产生二聚体（仅在阴离子之间）、无限一维结构（线性或锯齿链）和无限二维结构（层）（参见支持信息）。

最后，一对阴离子[4-羟基-3-硝基苯磺酸盐（CSD参考号HEFSAM；Shubnell等。, 1994)和4-羧氧基苯磺酸盐（CSD参考代码：ONOSUG、ONOTAN、ONOTER；Wagner&Merzweiler，2010)]具有适合生成氢键二聚体的官能化，该二聚体仍然能够用磺酸盐基团和水分子之间的氢键桥接阳离子片。通过这种方式，氢键二离子层位于相邻的阳离子片之间。这种双层阴离子柱如图8所示用于六水钴（II）双（4-羧氧基苯磺酸盐）（CSD参考代码ONOSUG）。

图8 六水钴（II）双（4-羧氧基苯磺酸盐）包装图（CSD参考代码ONOSUG；Wagner&Merzweiler，2010)沿着[010]用二聚氢键合柱观察。平行于（001）的阳离子层通过涉及磺酸盐基团的氢键结合在一起。直接和强的阳离子-阳离子氢键负责形成O…O距离为2.86º、O…H…O角度为175.0°的[100]链。相邻的中性层通过氢键进一步连接，氢键涉及阴离子的端羧氧基。

4.技能最终评估：书面报告

在所选的分子无机固体中存在清晰的2D和3D氢键网络，这使学生能够解开、理解和讨论分子间相互作用的一个主要组成部分，该相互作用负责这里讨论的堆积基序。在不忽略位于阳离子和阴离子上的库仑电荷的作用（及其长程作用）的情况下，经典氢键的方向性对分子间识别过程有很大影响，因此对晶体结构也有很大影响。第2节详述的所有屏蔽结构分享M（M）（H）₂O）₆^n个+阳离子片夹在两片阴离子之间，形成电中性的三层。这个工作数据集代表了一个同质但仍然不同的学生晶体训练基准。

的可视化和分析工具水银已被广泛聘用，使缺乏经验的学生能够亲身体验晶体结构和晶体化学。没有人试图更深入地研究氢键理论的复杂领域（Gilli&Gilli，2009)例如，通过图形集分析（在CSD的许可版本中可用）。强烈建议学生安装最新的免费版本水银在他们自己的个人电脑上，将实验室课程与家庭作业整合在一起，并为最终书面报告准备必要的学习材料。¹

实验课程的目标是让学生熟悉晶体结构，并总结所有与化学键和分子、分子内和分子间相互作用有关的概念，这些概念将呈现给即将完成化学课程的学生。最后的作业要求学生应用他们所学的所有化学知识，最近与结晶学基础相结合。通过书面报告，学生必须证明已经达到了老师的期望，即能够对一组特定分子无机固体的一组原子坐标进行化学解释。报告必须在视觉信息之间保持良好的平衡（使用水银)和书面描述性文本。每个学生都被分配了不同的晶体结构在这里讨论的134个CSD点击中随机选择。他们还提供了一份将在报告中讨论的方面的列表，遵循从晶体结构的分子内水平到超分子水平的逻辑路径。

书面报告的一个简单模板列出了对指定的分子内和分子间特征进行满意分析所必需的主题晶体结构：（i） 单位细胞含量，包括单位细胞；（ii）氧化状态金属中心和净阴离子电荷；（iii）结晶化合物的化学式，由单元-细胞含量推导而来，并明确描述阳离子和阴离子组分。

首先，化学计量必须通过评估单位电池，在实验课程的第一阶段提供这方面的基本原理。虽然一些实际阳离子不能揭示出任何关于其电荷，学生们被警告说，固态是捕获过渡金属溶液不稳定氧化状态的有力手段。确定阳离子电荷的唯一安全方法是交叉检查有机阴离子基团、此类基团的数量以及晶胞。一个特别的临界点学生正在评估单位单元格。一些结构显示阳离子位于角落、边缘或跨单元细胞表面，分别相当于1/8、1/4和1/2六水离子。对于有机阴离子来说，由于复杂的形状和分子在单位单元格。在这种情况下，深入分析平移对称效应有助于解开谜团，而一些学生则引入分子质心来评估单元-细胞内容。在测定了离子电荷后，可以牢固地建立固体化合物的化学式。

（iv）阴离子的分子内特征（键序、离域、由键距离和角度、扭转角、环构象、立体中心、分子内氢键描述的分子几何）。

在提交给学生之前，从CSD中提取的结构CIF被剥夺了除裸晶体数据（空间组、单元参数、元素类型、原子坐标）以外的所有内容，只剩下原子连接性（由水银)但没有关于共价相互作用的类型和键序的任何信息。这样，学生们就面临着在分子内和分子间水平解释单位单元格。阴离子的分子几何结构和分子内特征的描述包括键距和角度、扭转角、二面角、环构象、立体中心、分子内氢键和完整的路易斯结构图。键距离和角度提供了键类型和顺序、局部立体化学、，杂交，根据价键理论和价壳层电子对斥力（VSEP）模型的离域和共振，都将按照Lewis结构进行总结。与典型原子间距离表比较后的数值的简要说明（Allen等。, 2004; 奥彭等。, 2004)完成讨论。

（v） 阳离子的分子内键合特征（内层配位几何结构，包括可能的Jahn–Teller畸变）。

对于金属中心，同轻子六水离子具有不同的八面体几何结构局部对称性和相对于完美八面体的偏差度M（M）-俄亥俄州₂距离和O-M（M）-O角。要求学生讨论Jahn–Teller扭曲的可能存在和程度（很容易识别为d日⁹铜²⁺具有高达0.5º的四方畸变的离子）。因为水是光谱化学系列中的中等强度配体（Huheey等。, 1993)由于涉及阳离子和阴离子的氢键延伸，学生很少会遇到Jahn–Teller扭曲的明确证据。初步的决定可以得到晶体和配体场论以及金属-水键距离的关键评估的支持（奥彭等。, 2004).

在对分子内参数进行充分表征后，学生们分析了阳离子和阴离子周围的环境。在进入分子间水平时，学生必须评估（vi）通过氢键与阳离子相互作用的阳离子和阴离子的数量，以及（vii）通过氢链与阴离子相互作用的阴离子和阳离子的数量。

这一步骤有助于揭示阳离子和阴离子周围第一邻域的排列，其接触由分子间氢键决定，而在结构的视觉评估中必须忽略库仑相互作用。在水银具有默认设置的“氢键接触”工具可以在给定部分周围快速生成受体或施主接触原子，使用“接触/全部展开”命令可以轻松地将其展开为全氢键分子壳。水银定位潜在氢键的默认标准是基于与标准范德瓦尔斯半径相比的供体-受体距离，并警告学生检查可能的虚假结果(例如高电负性原子之间的氢键，两者都没有键合的H原子）。

在这个分析阶段D类-H月A类可以通过测量来提取相互作用D类⋯A类距离和D类-H月A类角。这些几何参数允许粗略估计每个氢键的强度，例如通过将其与Giacovazzo（2011）讨论的典型值进行比较，第8章）。这种分类必然是定性的，尽管学生很容易处理，并对氢键网络的稳健性提供了合理的估计。如第3.2节所述，所有结构在阳离子-水分子和阴离子之间至少表现出氢键。在一些情况下，阳离子或阴离子之间也存在直接氢键。最后，在少数情况下，阴离子也显示出分子内氢键。

通过分析阳离子和阴离子周围的分子间模式，学生可以建立一个简化但合理的结构基序图像。每个阳离子（阴离子）总是通过许多氢键与几个阴离子（阳离子）相互作用。结构分析的最后阶段必须揭示（viii）由氢键网络决定的堆积基序。

通过总结阳离子和阴离子周围的氢键模式，学生能够解开晶体结构基于上一个自底向上方法中发现的模式。构建适当部分的晶体结构具有超分子网络是可用的。人们可以从六水离子开始，激活“氢键接触”工具，生成第一层氢键邻接物。第二次应用该程序通常足以得出每个结构的氢键框架。阳离子片的存在很容易被发现，其方向描述为米勒指数。此外，阴离子片的特征也很明显，可以通过分析确定其类型：具有弱层间相互作用的三层（可能容易切割和2D框架），带有仅通过阳离子片一侧连接的阴离子的交叉指状三层（可切割性降低和2D框架）以及有效连接相邻阳离子片的桥接阴离子（不太可能的可裂解性和3D框架）。这一结果具有重要意义，因为在正式课程中，学生们被告知低维固体是一门非常重要的材料，例如层状金属磷酸盐（Taddei&Costantino，2019）).

5.结束语

本文所述的实验室课程已经教授多年，作为无机固体化学课堂教学的一种平行方式，是一种有益的经验。本课程面向没有结晶学背景，也没有晶体化学经验的学生，首先介绍点群和空间群对称性的基础知识，以及理解晶体描述和构成的一些基本概念。一旦完成了这一初步部分，导师就让学生独自掌握处理分子和晶体结构的经验，如本文选择和讨论的测试案例所示。免费软件程序水银（麦克雷等。, 2020)是完成拟议任务的理想工具，以及存储在奥特宾大学网站（D.H.Johnston）分子对称性库中的数据。

这一经验带来的另一个概念上的进步是实现了分子结构与隐含化学之间的深层联系，分子结构由X射线衍射实验中的一组原子坐标表示，这与布拉格一家收集的早期发现是一致的：例如，发现不存在19世纪末W.Barlow预测的NaCl分子。从现代角度来看，学生们从这些分析中学习氢键、库仑和弥散分子间相互作用的重要性，并初步了解它们的相对强度。该会议为在分子水平上理解材料科学开辟了道路。

最后但并非最不重要的一点是，这门实验室课程非常适合远程学习和评估，就像意大利爆发的新冠肺炎疫情一样。