Kémiai koordinátafájl (.xyz)

De Szabvány

A Cartesian Chemical Coordinate File (XYZ) a számítógépes kémia és molekuláris modellezés szabványa, amely atomi elemek és 3D térbeli koordináták segítségével írja le a molekulageometriákat és a kémiai reakciók szimulációit.

Vizsgálat és metaadatok

Az operációs rendszerek és a fájlelemzők a kezdő bináris bájtsorozat vizsgálatával azonosítják a(z) XYZ fájlokat:

Válasszon ki vagy húzzon ide fájlokat

Privát - a fájlok soha nem hagyják el az eszközét

vagy beillesztés Ctrl+V
Adatvédelmi garancia hálózati adatátvitel nélkül: 0 bájt került fel külső szerverekre. Minden feldolgozás helyben, a böngésző elkülönített környezetében történt.

Bájtszintű fejlécaláírás (fájlazonosító bájtok)

Az operációs rendszerek és a fájlelemzők a kezdő bináris bájtsorozat vizsgálatával azonosítják a(z) XYZ fájlokat:

HEX ALÁÍRÁS (ELTOLÁS 0):

31 2D 39 0A

ASCII ÁBRÁZOLÁS: N\n

Szabványosítás: De facto számításos kémiai szabvány

Műszaki specifikációk

Konténer architektúra1. sor: atomok száma (N); 2. sor: megjegyzés/cím; a következő N sor: vegyjel, majd X, Y, Z koordináták ångströmben
TömörítésTömörítetlen egyszerű szöveg
BájtsorrendUTF-8 / ASCII szövegfolyam
SzínterekCPK-színezési konvenció (szén = fekete/szürke, hidrogén = fehér, oxigén = piros, nitrogén = kék)
Csatornák és struktúraAtompozíciók, elemtípusok és opcionális molekuladinamikai animációs képkockák
Max. méretekAz atomkoordináták tartománya nincs korlátozva (ångströmben mérik: 10^-10 méter)
ÁtlátszóságNincs
Streaming és progresszívTöbbképkockás pálya adatfolyamként: molekuladinamikai filmekhez egymást követő képkockák

Műszaki összehasonlító mátrix: XYZ vs. versenytársak

Technikai attribútumXYZ (Jelenlegi)PLYOBJSTL
TartománySzámítógépes kémia és fizikaTudományos lézerszkennelés / PontfelhőkÁltalános 3D számítógépes grafika3D nyomtatás és gyártás
AdatábrázolásKémiai elemek és ångströmben megadott koordinátákCsúcsok, lapok, egyedi tulajdonságokCsúcsok, normálvektorok, UV-textúrakoordinátákHáromszög alakú felületi lapok
Kémiai kapcsolódásKötési sugár alapján, dinamikusan számítvaNem kémiaiNem kémiaiNem kémiai
PályaanimációkNatív összefűzött többképkockás támogatásNincsNincsNincs

Gyakori sérülési módok és hexadecimális helyreállítási útmutató

Molekulamegjelenítő-hiba: „Az atomok olvasása közben idő előtt elérte a fájl végét”.

Kiváltó ok: Az 1. sorban található atomszám egész értéke nem egyezik meg a fájlban lévő koordinátasorok tényleges számával.

Helyreállítás: Javítsa ki az 1. sorban lévő atomdarabszámot a File2File.app Chemical Converter segítségével.

Biztonsági elemzés és elemző (parser) támadási vektorok

Az XYZ elemzők ASCII elemszámokat és karakterlánc-tokeneket olvasnak, amelyeket védeni kell a verempuffer-túlcsordulásokkal szemben.

Ismert támadási vektorok

  • Verempuffer-túlcsordulás az atomsorok rögzített hosszúságú karaktertömbökbe olvasásakor.
  • Egész szám túlcsordulása az atom_count * sizeof(Atom) memóriafoglalás során.
  • Szolgáltatásmegtagadás (DoS) hamisított milliárd atomos deklarációk révén.

Ajánlott védekezési módszerek: Érvényesítse az atomszámokat a fizikai fájl sorszámához képest a molekuláris koordináta-pufferek lefoglalása előtt.

Történeti háttér és mérföldkövek

2000Az XYZ-koordinátafájlokat molekulamodellezésben és számításos kémiában használják; a támogatás programonként eltér.
1995A többképkockás pályakiterjesztések szabványosítása a molekuláris dinamikai szimulációkhoz.
1989A Minnesota Supercomputer Institute-ban hozták létre az XMol molekuláris megjelenítőprogramhoz.

Főbb előnyök

  • Rendkívül egyszerű felépítés: az 1. sor az atomok számát, a 2. sor egy megjegyzést tartalmaz, a többi sor pedig az elemek X Y Z koordinátáit.
  • Az XYZ-koordinátafájlokat molekulamodellezésben és számításos kémiában használják; a támogatás programonként eltér.
  • Támogatja a többképkockás pályaanimációkat: több ezer képkocka egyszerű összefűzésével molekuláris dinamikai filmek készíthetők.

Technikai korlátok és hátrányok

  • Nincs natív kémiai kötési információ: a molekulamegjelenítőknek az atomok közötti távolságok alapján kell kitalálniuk a kémiai kötéseket.
  • Egyedi megjegyzéssor-kiterjesztések nélkül hiányoznak belőle a krisztallográfiai elemi cella paraméterei (rácsvektorok).
  • Nincs szabványos támogatás a részleges atomtöltésekhez vagy az erőtér atomtípusaihoz.

Érdekes technikai tudnivalók

  • Az XYZ-formátumnak nincs egységes hivatalos specifikációja, ezért a koordináták mértékegysége változatonként eltérhet; ellenőrizze a fájl forrását és a szoftver dokumentációját. A szokásos molekuláris XYZ-fájlok ångströmöt használnak.
  • A víz (H2O) mindössze 5 sornyi szöveggel leírható egy XYZ fájlban.
  • A fehérjék feltekeredésének molekuláris dinamikai szimulációi gyakran több gigabájtos, millió időléptéket átölelő XYZ pályafájlokat generálnak.

Gyakran Ismételt Műszaki Kérdések

Mi az XYZ-fájl?

Az XYZ fájl egy egyszerű simaszöveges formátum, amelyet a kémiában és a fizikában használnak egy molekula vagy kristály atomjainak 3D pozícióinak rögzítésére.

Milyen szoftverrel nyithatók meg az XYZ fájlok?

Az Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft és a File2File.app képes megtekinteni és konvertálni az XYZ molekulamodelleket.

Átalakíthatok egy XYZ molekulát 3D-ben nyomtatható STL-fájllá?

Igen. A File2File.app az XYZ-koordinátákból molekuláris pálcika-golyó modelleket tud létrehozni, majd azokat 3D-nyomtatásra alkalmas STL- vagy GLB-modellként exportálni.