Współrzędne chemiczne (.xyz)

Neformální Standardní

Cartesian Chemical Coordinate File (XYZ) je standard pro výpočetní chemii a molekulární modelování, který popisuje molekulární geometrie a simulace chemických reakcí pomocí atomárních prvků a 3D prostorových souřadnic.

Kontrola a metadata

Operační systémy a analyzátory souborů identifikují soubory XYZ kontrolou počáteční binární sekvence bajtů:

Vyberte nebo přetáhněte soubory sem

Soukromě - soubory nikdy neopustí vaše zařízení

nebo vložte Ctrl+V
Záruka ochrany soukromí s nulovým přenosem po síti: 0 bajtů odesláno na externí servery. Veškeré zpracování probíhalo lokálně v sandboxu vašeho prohlížeče.

Podpis hlavičky na úrovni bajtů (Magic Bytes)

Operační systémy a analyzátory souborů identifikují soubory XYZ kontrolou počáteční binární sekvence bajtů:

HEXADECIMÁLNÍ PODPIS (POSUN 0):

31 2D 39 0A

ASCII REPREZENTACE: N\n

Standardizace: Neformální standard počítačové chemie

Technické specifikace

Architektura kontejneruŘádek 1: počet atomů N; řádek 2: komentář nebo název; dalších N řádků: značka prvku a souřadnice X, Y, Z v ångströmech
KompreseNekomprimovaný prostý text
Pořadí bajtůProud textu UTF-8 / ASCII
Barevné prostoryKonvence barev CPK (uhlík = černá/šedá, vodík = bílá, kyslík = červená, dusík = modrá)
Kanály a strukturaPolohy atomů, typy prvků a volitelné snímky molekulární dynamiky
Max. rozměryRozsah atomových souřadnic není omezen (měří se v ångströmech: 10^-10 metru)
PrůhlednostŽádná
Streamování a progresivní načítáníStreamování trajektorie po jednotlivých snímcích: několik po sobě jdoucích snímků pro simulace molekulární dynamiky

Technická srovnávací matice: XYZ vs konkurence

Technický atributXYZ (Aktuální)PLYOBJSTL
Oblast použitíVýpočetní chemie a fyzikaVědecké laserové skenování / mračna bodůObecná 3D počítačová grafika3D tisk a výroba
Reprezentace datChemické prvky a souřadnice v angströmechVrcholy, stěny, vlastní vlastnostiVrcholy, normály, UV texturyTrojúhelníkové povrchové facety
Chemická konektivitaDynamicky vypočítaná podle poloměru vazbyNení chemickáNení chemickáNení chemická
Animace trajektoriíNativní podpora zřetězených vícero snímkůŽádnáŽádnáŽádná

Běžné režimy poškození a příručka pro obnovení v hex

Chyba v molekulárním prohlížeči: „Premature end of file while reading atoms" (Předčasný konec souboru při čtení atomů).

Hlavní příčina: Celé číslo počtu atomů na řádku 1 neodpovídá skutečnému počtu řádků se souřadnicemi v souboru.

Obnovení: Opravte celé číslo počtu atomů na řádku 1 pomocí nástroje File2File.app Chemical Converter.

Bezpečnostní analýza a vektory útoků na parser

Analyzátory XYZ čtou ASCII počty prvků a řetězcové tokeny, které musí být chráněny proti přetečení zásobníku (stack buffer overflow).

Známé vektory útoků

  • Přetečení vyrovnávací paměti v zásobníku při čtení řádků atomů do polí znaků pevné délky.
  • Přetečení celého čísla během alokace paměti atom_count * sizeof(Atom).
  • Odepření služby (DoS) prostřednictvím podvrženého údaje o miliardě atomů.

Doporučené bezpečnostní postupy: Před alokací vyrovnávacích pamětí pro molekulární souřadnice ověřte počty atomů oproti skutečnému počtu řádků souboru.

Historický vývoj a milníky

2000Soubory souřadnic XYZ se používají v molekulárním modelování a výpočetní chemii; podpora se liší podle programu.
1995Rozšíření pro vícesnímkové trajektorie byla standardizována pro simulace molekulární dynamiky.
1989Vytvořeno v institutu Minnesota Supercomputer Institute pro balíček molekulární vizualizace XMol.

Klíčové výhody a přednosti

  • Absolutní jednoduchost struktury: řádek 1 uvádí počet atomů, řádek 2 obsahuje komentář a zbývající řádky obsahují souřadnice atomů X Y Z.
  • Soubory souřadnic XYZ se používají v molekulárním modelování a výpočetní chemii; podpora se liší podle programu.
  • Podporuje animace trajektorií s více snímky: stačí zřetězit tisíce snímků a vytvořit filmy molekulární dynamiky.

Technická omezení a nevýhody

  • Žádné nativní informace o chemických vazbách: molekulární vizualizátory musí chemické vazby hádat na základě meziatomových vzdáleností.
  • Bez vlastních rozšíření v řádku s komentářem postrádá parametry krystalografické jednotkové buňky (mřížkové vektory).
  • Žádná standardní podpora pro částečné atomární náboje nebo typy atomů silového pole.

Zajímavé technické drobnosti

  • Formát XYZ nemá jednotnou oficiální specifikaci a jednotky souřadnic se mohou podle varianty lišit; ověřte zdroj souboru a dokumentaci softwaru. Běžné molekulární XYZ používá ångström.
  • Voda (H2O) může být popsána v souboru XYZ v pouhých 5 řádkech textu.
  • Simulace skládání proteinů pomocí molekulární dynamiky často generují mnohagigabajtové soubory trajektorií XYZ pokrývající miliony časových kroků.

Často kladené technické otázky

Co je to soubor XYZ?

Soubor XYZ je jednoduchý formát prostého textu používaný v chemii a fyzice k záznamu 3D pozic atomů v molekule nebo krystalu.

Jaký software otevírá soubory XYZ?

Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft a File2File.app dokážou zobrazit a převést molekulární modely XYZ.

Mohu převést molekulu XYZ na soubor STL vhodný pro 3D tisk?

Ano. File2File.app dokáže z XYZ souřadnic generovat modely molekul typu kuličky a tyčinky a exportovat je jako modely STL nebo GLB vhodné pro 3D tisk.