SDPD Internet Course


Semaine 9

Achèvement de la détermination de structure et 
affinement par la méthode de  Rietveld - Niveau 1.


Lectures

Nous en sommes à l'étape finale d'une détermination de structure sur poudre.

Lorsqu'il s'agit de données de diffraction de poudre, il n'y a pas d'alternative, une structure (coordonnées atomiques, paramètres d'agitation thermique, etc) doit TOUJOURS être affinée par la méthode de Rietveld. Ne présentez JAMAIS au final un affinement de structure sur des amplitudes de facteurs de structure  "|Fobs|" extraits (ils sont biaisés).

Démarrez vos lectures cette semaine par les articles originaux de Hugo Rietveld. Visitez completement le site et les liens hypertexte.

Le livre de référence pour la méthode de Rietveld est incontournablement :

B3 - The Rietveld Method 
IUCr Monographs on Crystallography - 5 
R.A. Young, Editor 
Oxford Science Publication, 1993. 

La page Web de présentation de la liste de discusion Rietveld est une bonne  source de départ. Les archives de cette liste de discussion sont une mine d'informations. Notez que vous avez des archives anciennes et des nouvelles sur ce site, toutes deux pourvues d'un moteur de recherche par mot-clé. Sur le même site est donnée une liste des auteurs les plus prolifiques utilisant la méthodes de Rietveld pour résoudre des problèmes de chimie inorganique (ICSD database).

Un article récent donne des conseils et des trucs à propos de la méthode de Rietveld, écrit par des membres de la CPD (Commission on Powder Diffraction, IUCr). Vous devriez le lire absolument.
Référence : McCusker, L. B., Von Dreele, R. B., Cox, D. E., Louër, D. & Scardi, P. (1999). J. Appl. Cryst. 32, 36-50.

Vous devriez vous abonner (gratuit) à la "lettre de nouvelles" CPD newsletters, si ce n'est pas déjà fait.

Deux articles très importants ont été publiés à la fin du RRRR (Rietveld Refinement Round Robin) que vous devriez également lire :

Hill, R. J. Rietveld refinement round robin. I. Analysis of standard X-ray and neutron data for PbSO4. J. Appl. Cryst. 25, 589. 

Hill, R. J., Cranswick, L. M. D. International Union of Crystallography. Commission on Powder Diffraction. Rietveld refinement round robin. II. Analysis of monoclinic ZrO2. J. Appl. Cryst. 27, 802. 

A titre indicatif, vous pouvez réaliser une  recherche dans les journaux de l'IUCr en utilisant le mot-clé "Rietveld".

Finalement, lisez le chapitre 3.4 du didacticiel SDPD. Des exemples sont traités montrant comment compléter et affiner une structure en alternant les applications de la méthode de Rietveld et des synthèses de Fourier différence à partir des  "|Fobs|" (voyez la version anglaise du didacticiel, plus complète). 


Logiciels à télécharger

Une liste à jour de logiciels de type Rietveld ainsi que de logiciels associés (pour faire des synthèses de Fourier, voir les diagrammes calculés, observés et différence, etc) peut être trouvée au site Web du CCP14. Une conférence sur ce sujet des logiciels Rietveld par Lachlan Cranswick en dit plus. Une autre liste donne ces logiciels Rietveld utilisés en SDPD. Clairement, les logiciels Rietveld les plus utilisés par les experts en SDPD sont dans le domaine public :

  • GSAS, le plus gros morceau en matière de logiciel Rietveld et de code en relation, de loin, incluant des sous-programmes pour le dessin, les synthèses de Fourier, les Patterson, la méthode Le Bail, etc (gsaskit.exe) (pages du CCP14). 
  • FULLPROF, avatar de DBW, avec une version pour Windows, un programme graphique associé (WinPlotr déjà téléchargé - winplotr.zip), et ne nombreux programmes associés, comme GFOUR (gfourier_310.zip) pour les synthèses de Fourier (pages du CCP14).
  • DBWS, distribué par R.A. Young (DBWS.zip), le premier programme réellement moderne (au début des années 1980) appliquant la méthode de Rietveld. réalisant le travail en une seule étape (sans préparation préalable avant l'affinement), avec une représentation polynomiale du fond continu, une évaluation de la liste de réflexions à chaque cycle, multiphase, etc, l'ancêtre de très nombreux autres programmes qui ont suivi.
Une nouvelle vague de codes utilise une approche dite "Fundamental Parameter" (FP) et représente (peut-être) une révolution en matière de méthode de Rietveld. Malheureusement, la plupart des logiciels de type FP sont commerciaux (BGMN, TOPAS...).

De nombreux didacticiels à propos de logiciels Rietveld sont disponibles (GSAS, FULLPROF,...) au CCP14.


Exercices

1- Complètez la détermination de structure et l'affinement de Na5Cr3F14 et de  Pb2CrF7. Utilisez les données des semaines précédentes.

2- Un  diagramme de diffraction de poudre de K2TiF6 est enregistré (Cu-Kalpha, géométrie Bragg-Brentano, monochromateur graphite dans le faisceau diffracté, porte échantillon horizontal à remplissage vertical). Faites ce que vous pouvez de mieux en appliquant le méthode de Rietveld, partant des coordonnées atomiques de la base de données ICSD. Identifiez quel est le problème principal avec ce diagramme ?

Dans chacun des cas , expliquez brièvement votre stratégie, et produisez le fichier .sum si vous utilisez FULLPROF, ou un résumé équivalent des résultats finaux si vous préférez appliquer un autre logiciel Rietveld (incluez tous les paramètres affinés, leurs déviations standard et les facteurs de reliabilité).


Principaux logiciels sélectionnées pour la correction

FULLPROF, SHELXL, STRUPLO, GFOUR...


La prochaine et dernière session sera consacrée au niveau 2 de l'achèvement de la détermination de structure et affinement par la méthode de Rietveld.
Bonne chance !