Tệp tọa độ hóa học (.xyz)

Tiêu Tiêu chuẩn

Tệp Tọa độ Hóa học Cartesian (XYZ) là tiêu chuẩn mô hình hóa phân tử và hóa học tính toán, mô tả hình học phân tử và mô phỏng phản ứng hóa học thông qua các nguyên tố nguyên tử và tọa độ không gian 3D.

Kiểm tra & Siêu dữ liệu

Các hệ điều hành và trình phân tích tệp nhận dạng tệp XYZ bằng cách kiểm tra chuỗi byte nhị phân đầu tệp:

Chọn hoặc thả tệp vào đây

Riêng tư - tệp không bao giờ rời khỏi thiết bị của bạn

Hoặc dán Ctrl+V
Cam kết bảo vệ quyền riêng tư, không truyền dữ liệu qua mạng: 0 byte được tải lên máy chủ bên ngoài. Toàn bộ quá trình xử lý diễn ra cục bộ trong hộp cát trình duyệt của bạn.

Chữ ký ở đầu tệp (mẫu byte nhận diện)

Các hệ điều hành và trình phân tích tệp nhận dạng tệp XYZ bằng cách kiểm tra chuỗi byte nhị phân đầu tệp:

CHỮ KÝ HEX (OFFSET 0):

31 2D 39 0A

BIỂU DIỄN ASCII: N\n

Tiêu chuẩn hóa: Tiêu chuẩn trên thực tế trong hóa học tính toán

Thông số kỹ thuật

Kiến trúc ContainerDòng 1: số nguyên tử N; dòng 2: chú thích/tiêu đề; N dòng tiếp theo: ký hiệu nguyên tố cùng tọa độ X, Y, Z tính bằng angstrom
NénVăn bản thuần không nén
Thứ tự byteLuồng văn bản UTF-8 / ASCII
Không gian màuQuy ước tô màu CPK (carbon = đen/xám, hydro = trắng, oxy = đỏ, nitơ = lam)
Kênh & Cấu trúcVị trí nguyên tử, loại nguyên tố và khung hoạt ảnh động lực học phân tử tùy chọn
Kích thước tối đaKhông gian tọa độ nguyên tử không giới hạn (tính bằng Ångström: 10^-10 mét)
Độ trong suốtKhông có
Truyền phát & Tăng dầnTruyền phát quỹ đạo nhiều khung: nhiều khung liên tiếp cho phim động lực học phân tử

Ma trận so sánh kỹ thuật: XYZ so với các đối thủ

Thuộc tính kỹ thuậtXYZ (Hiện tại)PLYOBJSTL
Lĩnh vựcHóa học & Vật lý tính toánQuét laser khoa học / Đám mây điểmĐồ họa máy tính 3D chungIn & Sản xuất 3D
Biểu diễn dữ liệuNguyên tố hóa học & Tọa độ ÅngströmĐỉnh, mặt, thuộc tính tùy chỉnhĐỉnh, pháp tuyến, UV kết cấuMặt tam giác bề mặt
Tính liên kết hóa họcĐược tính toán động theo bán kính liên kếtKhông mang tính hóa họcKhông mang tính hóa họcKhông mang tính hóa học
Hoạt ảnh quỹ đạoHỗ trợ đa khung hình nối sẵn gốcKhông cóKhông cóKhông có

Các dạng hỏng thường gặp và hướng dẫn khôi phục bằng mã hex

Lỗi trình xem phân tử: 'Kết thúc tệp bất ngờ khi đang đọc các nguyên tử'.

Nguyên nhân gốc rễ: Số nguyên biểu thị số lượng nguyên tử ở dòng 1 không khớp với số lượng dòng tọa độ thực tế trong tệp.

Khắc phục: Sửa số nguyên biểu thị số lượng nguyên tử ở dòng 1 bằng Công cụ chuyển đổi hóa học của File2File.app.

Phân tích bảo mật và các đường tấn công nhằm vào bộ phân tích cú pháp

Trình phân tích cú pháp XYZ đọc số lượng nguyên tố ASCII và các mã thông báo chuỗi phải được bảo vệ chống lại hiện tượng tràn bộ đệm ngăn xếp.

Các véc-tơ tấn công đã biết

  • Tràn bộ đệm ngăn xếp khi đọc các dòng nguyên tử vào các mảng ký tự có độ dài cố định.
  • Tràn số nguyên trong quá trình phân bổ bộ nhớ atom_count * sizeof(Atom).
  • Từ chối dịch vụ thông qua các khai báo giả mạo về hàng tỷ nguyên tử.

Biện pháp phòng thủ tốt nhất: Xác thực số lượng nguyên tử so với số dòng tệp vật lý trước khi cấp phát bộ đệm tọa độ phân tử.

Nguồn gốc lịch sử và các cột mốc

2000Tệp tọa độ XYZ được dùng trong mô hình hóa phân tử và hóa học tính toán; khả năng hỗ trợ tùy theo phần mềm.
1995Các phần mở rộng quỹ đạo đa khung hình được chuẩn hóa cho mô phỏng động lực học phân tử.
1989Được tạo ra tại Viện siêu máy tính Minnesota cho gói hiển thị phân tử XMol.

Ưu điểm & Lợi ích chính

  • Sự đơn giản tuyệt đối về kiến trúc: dòng 1 là số lượng nguyên tử, dòng 2 là chú thích, và các dòng còn lại là tọa độ X Y Z của nguyên tố.
  • Tệp tọa độ XYZ được dùng trong mô hình hóa phân tử và hóa học tính toán; khả năng hỗ trợ tùy theo phần mềm.
  • Hỗ trợ hoạt ảnh quỹ đạo đa khung hình: chỉ cần nối hàng nghìn khung hình để tạo ra các bộ phim động lực học phân tử.

Hạn chế & Nhược điểm kỹ thuật

  • Không có thông tin liên kết hóa học gốc: các trình hiển thị phân tử phải đoán các liên kết hóa học dựa trên khoảng cách giữa các nguyên tử.
  • Thiếu các thông số ô đơn vị tinh thể (vector mạng tinh thể) nếu không có các phần mở rộng dòng chú thích tùy chỉnh.
  • Không hỗ trợ tiêu chuẩn cho điện tích nguyên tử một phần hoặc loại nguyên tử trường lực.

Thông tin kỹ thuật thú vị

  • Định dạng XYZ không có một đặc tả chính thức duy nhất và đơn vị tọa độ có thể khác nhau giữa các biến thể; hãy kiểm tra nguồn tệp và tài liệu phần mềm. Các tệp XYZ phân tử phổ biến dùng đơn vị angstrom.
  • Nước (H2O) có thể được mô tả trong tệp XYZ chỉ bằng 5 dòng văn bản.
  • Mô phỏng động lực học phân tử về sự gấp khúc của protein thường tạo ra các tệp quỹ đạo XYZ đa gigabyte kéo dài hàng triệu bước thời gian.

Các câu hỏi kỹ thuật thường gặp

Tệp XYZ là gì?

Tệp XYZ là một định dạng văn bản thuần túy đơn giản được sử dụng trong hóa học và vật lý để ghi lại vị trí 3D của các nguyên tử trong một phân tử hoặc tinh thể.

Phần mềm nào mở tệp XYZ?

Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft và File2File.app có thể xem và chuyển đổi các mô hình phân tử XYZ.

Tôi có thể chuyển đổi phân tử XYZ thành tệp STL có thể in 3D không?

Có. File2File.app có thể tạo ra các biểu diễn mô hình quả cầu và thanh nối (ball-and-stick) từ tọa độ XYZ và xuất chúng dưới dạng mô hình STL hoặc GLB có thể in 3D.