Chemical Coordinate File (.xyz)
De StandardiCartesian Chemical Coordinate File (XYZ) on laskennallisen kemian ja molekyylimallinnuksen standardi, joka kuvaa molekyyligeometrioita ja kemiallisia reaktiosimulaatioita atomielementtien ja kolmiulotteisten koordinaattien avulla.
Tarkastele ja metatiedot
Käyttöjärjestelmät ja tiedostoanalyysaattorit tunnistavat XYZ-tiedostot tarkistamalla tiedoston alun binäärisarjan:
Tavutason otsikon allekirjoitus (Magic Bytes)
Käyttöjärjestelmät ja tiedostoanalyysaattorit tunnistavat XYZ-tiedostot tarkistamalla tiedoston alun binäärisarjan:
HEX-ALLEKIRJOITUS (OFFSET 0):
31 2D 39 0AASCII-ESITYSTAPA: N\n
Standardointi: De facto computational chemistry standard
Tekniset tiedot
| Säiliöarkkitehtuuri | Line 1: Atom count N; Line 2: Comment/title; Following N lines: Element symbol followed by X, Y, Z coordinates in Angstroms |
| Pakkaus | Uncompressed plain text |
| Tavujärjestys (Endianness) | UTF-8 / ASCII text stream |
| Väriavaruudet | CPK coloring convention (Carbon=Black/Grey, Hydrogen=White, Oxygen=Red, Nitrogen=Blue) |
| Kanavat ja rakenne | Atomic positions, element types, and optional molecular dynamics animation frames |
| Suurimmat mitat | Unbounded atomic coordinate space (measured in Ångströms: 10^-10 meters) |
| Läpinäkyvyys | None |
| Suoratoisto ja progressiivinen lataus | Multi-frame trajectory streaming: multiple consecutive frames for molecular dynamics movies |
Tekninen vertailumatriisi: XYZ vs. kilpailijat
| Tekninen attribuutti | XYZ (Nykyinen) | PLY | OBJ | STL |
|---|---|---|---|---|
| Verkkotunnus | Laskennallinen kemia ja fysiikka | Tieteellinen laserskannaus / Pistepilvet | Yleinen 3D-tietokonegrafiikka | 3D-tulostus ja valmistus |
| Datan esitysmuoto | Kemialliset elementit ja angström-koordinaatit | Solmupisteet, tahkot, mukautetut ominaisuudet | Solmupisteet, normaalit, tekstuurin UV-koordinaatit | Kolmiomaiset pintatasot |
| Kemiallinen sidonnaisuus | Lasketaan dynaamisesti sidossäteen perusteella | Ei-kemiallinen | Ei-kemiallinen | Ei-kemiallinen |
| Liikerata-animaatiot | Natiivi yhdistetty tuki usealle kehykselle | Ei ole | Ei ole | Ei ole |
Yleiset korruptiotilat ja heksatietojehdotusopas
Molekyylikatseluohjelman virhe: 'Premature end of file while reading atoms'.
Perussyy: Ensimmäisen rivin atomimäärän kokonaisluku ei vastaa tiedoston todellisten koordinaattirivien määrää.
Korjaus: Korjaa ensimmäisen rivin atomimäärän kokonaisluku File2File Chemical Converter -muuntimella.
Turvallisuusanalyysi ja jäsenninhyökkäysvektorit
XYZ-jäsennysohjelmat lukevat ASCII-alkuainemääriä ja merkkijonotunnisteita, joita on suojattava pinon puskuriylityksiltä.
Tunnetut hyökkäysvektorit
- Pinon puskuriylitys luettaessa atomirivejä kiinteän pituisiin merkkitaulukoihin.
- Kokonaisluvun ylivuoto atomien määrän (atom_count * sizeof(Atom)) muistinvarauksen aikana.
- Palvelun estohyökkäys väärennettyjen miljardin atomin ilmoitusten kautta.
Parhaat puolustuskäytännöt:
Historia ja virstanpylväät
Tärkeimmät edut
- Absoluuttinen arkkitehtoninen yksinkertaisuus: rivi 1 on atomien määrä, rivi 2 on kommentti ja loput rivit ovat alkuaineen X-, Y- ja Z-koordinaatit.
- Universaali tuki molekyylimallinnus- ja kvanttikemiapaketeissa (PyMOL, VMD, Avogadro, Jmol).
- Tukee usean kehyksen liikerata-animaatioita: yhdistä vain tuhansia kehyksiä luodaksesi molekyylidynamiikkaelokuvia.
Tekniset rajoitukset
- Ei sisällä natiivia kemiallista sidosinformaatiota: molekyylivisualisoijien on arvattava kemialliset sidokset atomien välisten etäisyyksien perusteella.
- Puuttuu krystallografiset yksikköaltioparametrit (hilavektorit) ilman mukautettuja kommenttirivilaajennuksia.
- Ei standarditukea osittaisille atomivarauksille tai voimakentän atomityypeille.
Mielenkiintoisia teknisiä faktoja
- XYZ-tiedostossa atomikoordinaatit ilmoitetaan aina angströmeissä (1 Ångström = 0,1 nanometriä = 10^-10 metriä), mikä vastaa suurin piirtein yksittäisen vetyatomin leveyttä.
- Vesi (H2O) voidaan kuvata XYZ-tiedostossa vain viidellä tekstirivillä.
- Proteiinien laskostumisen molekyylidynamiikkasimulaatiot tuottavat usein monien gigatavujen XYZ-liikeratatiedostoja, jotka kattavat miljoonaa aika-askelta.
Usein kysytyt tekniset kysymykset
Mikä on XYZ-tiedosto?
XYZ-tiedosto on yksinkertainen pelkkätekstimuoto, jota käytetään kemiassa ja fysiikassa atomien 3D-sijaintien tallentamiseen molekyylissä tai kiteessä.
Mitkä ohjelmat avaavat XYZ-tiedostoja?
Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft ja File2File.app voivat tarkastella ja muuntaa XYZ-molekyylimalleja.
Voinko muuntaa XYZ-molekyylin 3D-tulostuskelpoiseksi STL-tiedostoksi?
Kyllä. File2File.app voi luoda molekyylien pallo-ja-tikku -esityksiä XYZ-koordinaateista ja viedä ne 3D-tulostettavina STL- tai GLB-malleina.