The Model, Validation andPublication
Joseph H. Reibenspies  Ph.D.
X-ray Diffraction Laboratory
Texas A & M University
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
All rights are reserved.  Please do not copy, modify or distribute thislecture without the consent of the authors.
Coordinates
Right hand rule
a
b
c
x
z
y
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Fractional/Orthogonal Coordinates
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Basic Math/Fractional coordinates
Lattice constant errors are also considered in SHELXL
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Basic Statistics
What is the probability of finding a normally distributedvariable more than ± from its true value?
p
1
0
0.9
0.126
0.8
0.253
0.7
0.385
0.6
0.524
0.5
0.674
0.4
0.842
0.3
1.04
0.2
1.28
0.1
1.65
0.05
1.96
0.01
2.58
0.001
3.29
0.0001
3.89
?What is the probability than bond Awould differ in length from bond B?
probability (p) > 0.05  the difference is not significant1.96
0.05 > p > 0.01   the difference is possibly significant
0.01 > p  the difference is  significant2.58
e.g.     Bond A =  1.965(5)Å    Bond B  = 1.935(4)Å
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Chi-Square Tests
? Is a given set of bond distances the same length?
(can we average them?)
e.g.
Cu-N1=1.985(5)Å
Cu-N2=1.982(5)Å
Cu-N3=1.985(5)Å
Cu-N4=1.987(5)Å
From a 2 table 1.387 (for 3 degrees of freedom) = 0.70  70% prob. all bonds are equal
Drop the s.u to 0.002 for all bonds and 2= 5.1 or a 12% prob. all bonds are equal
Raise the s.u. to 0.01 for all bonds and 2= 0.35 or a 90% prob. all bonds are equal.
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
OUTPUT
Crystallographic Information file  (CIF)
CIF file :myproject.CIF
  SHELXL
RES file :    myproject.RES
LST file :myproject.LST
  Miscellaneous
SADABS filessad.abs
WinGX filesgeom.lst, parst.lst
PLATON filesmyproject.lis, myproject.ckf
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
CIF files
CIF was adopted (by the International Union for Crystallography) in 1990 as a standard file structure forthe archiving and distribution of crystallographic information. 
Hall, S. R., Allen, F. H. and Brown, I. D. (1991)., Acta Cryst., A47, 655-685 
Syntax examples
_cell_length_a9.432(1)
_symmetry_cell_setting ‘Monoclinic’
loop_
  _symmetry_equiv_pos_as_xyz
 'x, y, z'
 '-x, y+1/2, -z'
_refine_special_details
;
Refinement of F^2^ against ALL reflections.  The weighted R-factor wR and
goodness of fit S are based on F^2^, conventional R-factors R are based
 on F, with F set to zero for negative F^2^.
;
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
SHELXL
TITL SUCROSE IN P2(1)
CELL 0.71073 7.783 8.7364 10.9002 90 102.984 90  ! V= 722.21
ZERR 2 0.001 0.0012 0.0015 0 0.009 0
LATT -1
SYMM -X,0.5+Y,-Z
SFAC C H O
UNIT 24 44 22
L.S. 4
REM   n  Amount of Printer output :  0 least to 3 most.
MORE  1
REM   2thetafullnormally left blank  Creates the CIF file.ACTA  55
REM   dx dy dz   : output to CIF also outputs estimated TMAX and TMIN
SIZE .2 .2 .1
REM   T   : output to CIF in Cent
TEMP -163
REM   atomname   $H will include all covalent bonds to Hydrogen output CIF (with ACTA)
BOND   $H
REM   atomnames   :  Torsion angles with esd output to CIF file (with ACTA) and/or LST
CONF
REM   dh[2.0]  find hydrogen bonds out to the LST file. (or with atomnames HTAB O7 O1 output to CIF)
HTAB  2.0
REM   n    PDB file =1 isotropic = 2 aniso -1(-2) with H
WPDB -1
PLAN 5
FMAP 2
WGHT    0.033700    0.571000
FVAR       0.38386
O1    3   -0.131387   -0.064518   -0.122716    11.00000    0.02985    0.02765 =
         0.02853    0.00038    0.00946   -0.00070
O2    3   -0.213759   -0.211861    0.081245    11.00000    0.04690    0.04254 =
         0.03406    0.00495    0.01274    0.00612
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
CARDS
MORE
MORE0*.lst  18KB
MORE1*.lst  41KB
MORE2*.lst  55KB
MORE 3*.lst212KB
BOND   $H
CIF :  e.g.    O2 H2 0.8400 . ?  Is added
CONF
LST
Selected torsion angles
176.96 ( 0.24)  C6 - O1 - C1 - C2
CIF
WPDB
myproject.PDB
loop_
 _geom_torsion_atom_site_label_1
 _geom_torsion_atom_site_label_2
 _geom_torsion_atom_site_label_3
 _geom_torsion_atom_site_label_4
 _geom_torsion
 _geom_torsion_site_symmetry_1
 _geom_torsion_site_symmetry_2
 _geom_torsion_site_symmetry_3
 _geom_torsion_site_symmetry_4
 _geom_torsion_publ_flag
       C6 O1 C1 C2 177.0(2) . . . . ?
CRYST1    7.783    8.736   10.900  90.00 102.98  90.00
SCALE1      0.128485  0.000000  0.029625       0.000000
SCALE2      0.000000  0.114464  0.000000       0.000000
SCALE3      0.000000  0.000000  0.094149       0.000000
ATOM      1  O1          0      -0.723  -0.564  -1.302 1.000  2.22
ATOM      2  O2          0      -1.863  -1.852   0.864 1.000  3.21
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
HTAB-Hydrogen Bonds
HTAB
LST
Hydrogen bonds with  H..A < r(A) + 2.000 Angstroms  and  <DHA > 110 deg.
 D-H           d(D-H)   d(H..A)   <DHA    d(D..A)   A
 O2-H2          0.840    2.035   165.33    2.856    O4 [ -x, y+1/2, -z ]
ALSO if a short distance is encountered a warning is given ....
 O8-H8          0.840 ** Short contact  1.301 Angstroms to H9 [ -x-1, y+1/2, -z-1 ] **
 O8-H8          0.840    2.080   162.25    2.891    O9 [ -x-1, y+1/2, -z-1 ]
  Include H bonds with ESD’s in CIF  :   HTAB  donoratom acceptoratom
First RUN XL with HTAB to find all H bonds
Use EQIV to add symmetry related postitions (found with first HTAB run)
»From LST :   O2-H2          0.840    2.040   164.10    2.857    O4 -x, y+1/2, -z ]
»Add   EQIV $1 -x, y+1/2, -z  and  HTAB  O2   O4_$1   to INS
»In CIF
loop_
 _geom_hbond_atom_site_label_D
 _geom_hbond_atom_site_label_H
 _geom_hbond_atom_site_label_A
 _geom_hbond_distance_DH
 _geom_hbond_distance_HA
 _geom_hbond_distance_DA
 _geom_hbond_angle_DHA
 _geom_hbond_site_symmetry_A
      O2 H2 O4  0.84 2.04 2.857(4) 164.1 2
L.S. 4
EQIV $1 -x, y+1/2, -z
EQIV $2 -x, y-1/2, -z
EQIV $3 x, y-1, z
EQIV $4  -x, y-1/2, -z-1
EQIV $5 x+1, y, z
EQIV $6 x-1, y, z
EQIV $7 -x-1, y-1/2, -z-1
HTAB
HTAB O7 O1
HTAB O2 O4_$1
HTAB O3 O2_$2
HTAB O3 O6_$3
HTAB O4 O9_$4
HTAB O5 O7_$5
HTAB O8 O10_$6
HTAB O9 O8_$7
HTAB O10 O5
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
SADABS
SAD.ABS
Tmax and Tmin information
 Estimated minimum and maximum transmission:  0.3289  0.7456
Tmax=0.7456  Tmin=0.3289
Edit the CIF file
_exptl_absorpt_correction_type    multi-scan
_exptl_absorpt_correction_T_min   0.3289
_exptl_absorpt_correction_T_max   0.7456
_exptl_absorpt_process_details    sadabs
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
WinGX/PLATON
WinGX is a MS-Windows system of programs for solving,refining and analyzing single crystal X-ray diffraction datafor small molecules. It provides a consistent and user-friendly GUI for some of the best publically availablecrystallographic programs
GEOM
PARST
PLATON
Multipurpose Crystallographic Tool. (C) 1980-2011 A.L.Spek,Utrecht University, Padualaan 8, 3584 CH Utrecht, TheNetherlands
PWT : PLATON for Windows Taskbar   Louis J. Farrugia
CalcALL
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
WinGX-GEOM/PARST
Output :  geom.lst
Orthogonalisation matrix
Coordinate table : fractional and orthogonal
Bond distances and angles
Geometry and contacts
Output :  parst.lst
Orthogonalisation matrix
Coordinate table : fractional and orthogonal
Thermal parameter Table
Bond distances and angles
Ring puckering
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
PLATON-CALC
Input  myproject.CIF
CalcALL
Output myproject.LIS
ADDSYM/MOLSYM -  look for additional symmetry
TLS analysis :  Acta Cryst. (1968), B24, 63-76
Hirshfeld Rigid Bond test  :Acta Cryst., 1976, A32, 239-244
Inter and Intra molecular tests and contacts
Rings and Planes
Cremer puckering parameters  JACS., 97,(1975),1354-1358
Pseudorotations :  Acta Cryst (1981), A37, 421-425
Conformational analysis : Acta Cryst. (1989), B45, 581-590
Analysis of Final Difference Fourier map
Table of Crystal Data Details
Output  myproject.CKF  :  CHECK myproject.FCF
http://www.platonsoft.nl/FCF-VALIDATION.pdf
Spek, A.L. (2009). Acta Cryst. D65, 148-155.
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
VALIDATION
Is the reported information complete?
What is the quality of the analysis?
Is the Structure Correct?
The results of a structure analysis are now required to be available in the computerreadable CIF format.
Validation checks can be executed at any time both in-house or through the WEB-basedIUCr CHECKCIF
 Missed Space Group symmetry
 Wrong chemistry (Mis-assigned atom types)
 Too many, too few or misplaced H-atoms
 Unusual displacement parameters
 Hirshfeld Rigid Bond test violations
 Missed solvent accessible voids in the structure
 Missed Twinning
 Absolute structure
 Data quality and completeness.
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Online CIF Validation
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
ALERTS and Indicators
ALERTS
ALERT A – Serious Problem
ALERT B – Potentially Serious Problem
ALERT C – Check & Explain
ALERT G – Verify or Take Notice
Type
1 - CIF Construction/Syntax errors, Missing or Inconsistent Data.
2 - Indicators that the Structure Model may be Wrong or Deficient.
3 - Indicators that the quality of the results may be low.
4 – Info, Cosmetic Improvements, Queries and Suggestions.
 
FORM  : TESTNAME1_ALERT_type_level
e.g.       :  RFACG01_ALERT_3_A        :   ”Alert A The value of the R factor is > 0.20"
 
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
EXAMPLES
SHFSU01_ALERT_2_A The absolute value of parameter shift to su ratio > 0.20
Absolute value of the parameter shift to su ratio given 0.484
Additional refinement cycles may be required.
PLAT080_ALERT_2_A Maximum Shift/Error ............................ 0.48
EXPLAINATION :  TEST:  SHFSU011 SERIOUS PROBLE (ALERT _A) Structure model may be wrong  (_2)
Max/Shift error > 0.2 “An elevated value for the largest parameter shift/s.u. is indicative that properconvergence of the refinement has not yet been achieved”
ACTION :  Must correct.  Repeat refinement until Max/Shift is less that 0.01
PLAT035_ALERT_1_B No _chemical_absolute_configuration info given . ?
EXPLAINATION : Potentially serious problem (ALERT _B) Missing Data (_1)
ACTION :  Replace ? With “rm”  relative configuration.
PLAT790_ALERT_4_C Centre of Gravity not Within Unit Cell: Resd. # 1    C12 H22 O11
EXPLAINATION : Check and Explain  (ALERT_C) _4 Cosmetic improvement :  Most of the molecule is outsidethe unit cell.
ACTION :  Ignore or use MOVE  command so that most of the atom coordinates are > 0 and < 1.
PLAT791_ALERT_4_G Note: The Model has Chirality at C1 (Verify) R
EXPLAINATION/ACTION :  Verify (ALERT_G) _4 Information:  the chirality of C1 is R.
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Validation Response Form
There are many instances were there is a perfectly valid reason for an ALERT A or Bcondition.
A response to the CheckCIF alerts (A,B) is the Validation Response Form (vrf)
Example
Problem with resolution of the data
     from the CheckCIF output
 
_vrf response :
data_tb05
_vrf_ THETM01_ALERT_3_B
;
PROBLEM: The value of sine(theta_max)/wavelength is less than 0.575 Calculatedsin(theta_max)/wavelength = 0.561
RESPONSE: Instrument hard limit for data collection on the Bruker D8 GADDS (Hi-Star) is sin(theta_max)/wavelength = 0.561
;
Note :    _vrf statements are placed immediately after the “data_” line
GRAPHICS
FREEWARE
Mercury
PLATON
SHELXLE
Other
XSEED
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Mercury
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
PLATON/PLUTO/ORTEP/MAP
2Fo-Fc Map
ORTEP
PLUTO
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
winSHELX
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
XSEED
Prof. Len Barbour :  http://x-seed.net/
$
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
Publication
EnCIFER
PublCIF
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
ENCIFER
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
PublCIF
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2
End of Lectures
Thank-you for listening.
X-ray Diffraction Laboratory 1.0.2