Chemical Coordinate File (.xyz)
De StandartsKartezija ķīmisko koordināšu fails (XYZ) ir skaitļošanas ķīmijas un molekulārās modelēšanas standarts, kas apraksta molekulārās ģeometrijas un ķīmisko reakciju simulācijas, izmantojot atomu elementus un 3D telpiskās koordinātas.
Pārbaudīt un metadati
Operētājsistēmas un failu analizatori identificē XYZ failus, pārbaudot sākotnējo bināro baitu secību:
Baitu līmeņa galvenes paraksts (maģiskie baiti)
Operētājsistēmas un failu analizatori identificē XYZ failus, pārbaudot sākotnējo bināro baitu secību:
HEKSADECIMĀLAIS PARAKSTS (NOBĪDE 0):
31 2D 39 0AASCII ATTEIOLOJUMS: N\n
Standartizācija: De facto computational chemistry standard
Tehniskās specifikācijas
| Konteinera arhitektūra | Line 1: Atom count N; Line 2: Comment/title; Following N lines: Element symbol followed by X, Y, Z coordinates in Angstroms |
| Saspiešana | Uncompressed plain text |
| Baitu secība | UTF-8 / ASCII text stream |
| Krāsu telpas | CPK coloring convention (Carbon=Black/Grey, Hydrogen=White, Oxygen=Red, Nitrogen=Blue) |
| Kanāli un struktūra | Atomic positions, element types, and optional molecular dynamics animation frames |
| Maks. izmēri | Unbounded atomic coordinate space (measured in Ångströms: 10^-10 meters) |
| Caurspīdīgums | None |
| Straumēšana un progresīvā ielāde | Multi-frame trajectory streaming: multiple consecutive frames for molecular dynamics movies |
Tehniskā salīdzinājuma matrica: XYZ pret konkurentiem
| Tehniskais atribūts | XYZ (Pašreizējais) | PLY | OBJ | STL |
|---|---|---|---|---|
| Domenš | Skaitļošanas ķīmija un fizika | Zinātniskā lāzerskane / Punktu mākoņi | Vispārēja 3D datorgrafika | 3D druka un ražošana |
| Datu attēlojums | Ķīmiskie elementi un angstrēmu koordinātas | Virsotnes, skaldnes, pielāgotas īpašības | Virsotnes, normāles, tekstūras UV | Trīsstūrveida virsmas šķautnes |
| Ķīmiskā savienojamība | Aprēķināts dinamiski pēc saites rādiusa | Neķīmiska | Neķīmiska | Neķīmiska |
| Trajektorijas animācijas | Vietējs savienoto vairāku kadru atbalsts | Nav | Nav | Nav |
Biežākie bojājumu veidi un heksadecimālās atkopšanas ceļvedis
Molekulārā skatītāja kļūda: 'Priekšlaicīga faila beigas, lasot atomus'.
Pamatcēlonis: Atomu skaita vesels skaitlis 1. rindā neatbilst faktiskajam koordinātu rindu skaitam failā.
Atkopšana: Izlabojiet atomu skaita veselo skaitli 1. rindā, izmantojot File2File ķīmisko konvertētāju.
Drošības analīze un parsētāja uzbrukuma vektori
XYZ parsētāji nolasa ASCII elementu skaitu un virkņu marķierus, kas ir jāaizsargā pret steka bufera pārpildēm.
Zināmie uzbrukuma vektori
- Steka bufera pārpilde, nolasot atomu rindas fiksēta garuma rakstzīmju masīvos.
- Veselu skaitļu pārpilde atomu_skaits * sizeof(Atom) atmiņas piešķires laikā.
- Pakalpojuma atteice (DoS), izmantojot izveidotas miljardiem atomu deklarācijas.
Aizsardzības labākā prakse:
Vēsturiskā izcelsme un pavērsieni
Galvenās priekšrocības un plusi
- Absolūta arhitektoniskā vienkāršība: 1. rinda ir atomu skaits, 2. rinda ir komentārs, un atlikušās rindas ir elementu X Y Z koordinātas.
- Universāls atbalsts molekulārās modelēšanas un kvantu ķīmijas pakotnēs (PyMOL, VMD, Avogadro, Jmol).
- Atbalsta vairāku kadru trajektorijas animācijas: vienkārši savienojiet tūkstošiem kadru, lai izveidotu molekulārās dinamikas filmas.
Tehniskie ierobežojumi un mīnusi
- Nav vietējas informācijas par ķīmiskajām saitēm: molekulārajiem vizualizētājiem ir jāuzmin ķīmiskās saites, pamatojoties uz starpatomu attālumiem.
- Trūkst kristalogrāfiskās vienības šūnas parametru (režģa vektoru) bez pielāgotiem komentāru rindu paplašinājumiem.
- Nav standarta atbalsta daļējām atomu lādēm vai spēka lauka atomu veidiem.
Interesanti tehniski fakti
- XYZ failā atomu koordinātas vienmēr tiek izteiktas angstrēmos (1 angstrēms = 0,1 nanometrs = 10^-10 metri), kas aptuveni atbilst viena ūdeņraža atoma platumam.
- Ūdeni (H2O) XYZ failā var aprakstīt tikai 5 teksta rindiņās.
- Olbaltumvielu locīšanas molekulārās dinamikas simulācijas bieži ģenerē vairāku gigabaitu XYZ trajektorijas failus, kas aptver miljoniem laika soļu.
Bieži uzdotie tehniskie jautājumi
Kas ir XYZ fails?
XYZ fails ir vienkāršs vienkārša teksta (plaintext) formāts, ko izmanto ķīmijā un fizikā, lai reģistrētu atomu 3D pozīcijas molekulā vai kristālā.
Kāda programmatūra atver XYZ failus?
Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft un File2File.app var skatīt un konvertēt XYZ molekulāros modeļus.
Vai varu konvertēt XYZ molekulu uz 3D drukājamu STL failu?
Jā. File2File.app var ģenerēt molekulu lodīšu un stienīšu attēlojumus no XYZ koordinātām un eksportēt tos kā 3D drukājamus STL vai GLB modeļus.