Tutoriel d'utilisation de Vesta

Mise à jour le 09/05/2019
Par Isabelle Veltz
Vesta est un logiciel qui permet de construire des cristaux et d'étudier les différents systèmes cristallins. Il permet aussi de réaliser des mesures de longueur et d'angle entre les atomes.

Le Logiciel Vesta est téléchargeable en cliquand sur le logo ci-contre :

Créer une maille cristalline
  • Ouvrir le logiciel à partir du lien

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Dans la barre de menu choisir "File" puis "New Structure"

 

  • Dans la fenètre qui s'ouvre nommer le cristal en remplaçant l'expression "New structure" par le nom du minéral à construire par exemple "Quartz"

Dans ce tuto nous allons construire un quartz mais les consignes sont les mêmes pour tout type de minéral en partant de la base de données disponible plus loin.

 

 

 

 

 

  • Compléter ensuite les onglets "Unit Cell" et "Structure parameter" en respectant les consignes suivantes :

 

L'onglet "Unit cell" permet de sélectionner le système cristallin dans l'encart "Symmetry" puis de configurer les paramètres de réseau dans l'encart "Lattice parameter"

 

 

 

 

Pour compléter l'encart Symettry" il faut sélectionner dans les 36 colonnes les bonnes références du minéral (cf base de données)

 

 

 

 

 

  • Pour le quartz choisir le "System" : Trigonal dans la première colonne, puis descendre avec le curseur sur le n°154 aussi codé "P32 2 1"

Il n'existe qu'un seul réglage pour le quartz (colonne Setting) ce qui n'est pas le cas de la plupart des autres minéraux, il faut bien vérifier qu'il est sélectionné.

 

 

 

 

L'encart "Lattice parameters" permet d'entrer les mesures des 3 longueurs des côtés (a, b et c ; en ångström Å) et des valeurs des 3 angles (α β et γ) qui sont caractéristiques de la maille cristalline.

 

 

 

 

Dans le logiciel, seules les valeurs à compléter sont accessibles (on ne complètera que la première ligne)

 

 

  • Dans l'exemple du quartz a = 4.19134 Å et c = 5.4052 Å, entrer ces valeurs puis passer au paramètrage de l'onglet "Structure parameters"

 

 

Cet onglet va vous permettre de rentrer les informations concernant la position des atomes (valeurs x, y et z). Ces données sont incluses dans la "base de données"

 

 

 

 

 

 

 

Dans le cas du quartz composé de Si et O, les positions sont les suivantes

Si  x=0.4699 y= 0.000 z=0.000

O x=0.4141 y= 0.2681 z=0.1188

  • Cliquer sur New dans le menu de droite, afin de faire apparaître une ligne à compléter.

Elle apparait en bleu, il faut la compléter pour cela :

  • Cliquer sur "Symbol ..." pour ouvrir le tableau périodique et cliquer sur l'atome à renseigner.

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Dans le cas du quartz choisir Si, il est aussi possible de tapper Si dans la case Label.
  • Entrer ensuite dans la première ligne de case les valeurs de x, de y et de z pour Si.

 

 

 

 

 

  • Cliquer sur la case "New" afin de compléter de la même façon la ligne de l'oxygène.

 

Par défaut "New" fait apparaitre une ligne avec les paramètres du précédentsatome rentré, il ne faut pas en tenir compte et les modifier comme précédement dans les cases "Symbol", "Label" et les valeurs de "x, y et z"

 

 

 

 

 

  • Cliquer sur "Ok" pour valider et faire apparaître la maille du quartz.

 

 

 

 

 

  

 

Système Paramètres cristallins
triclinique a, b, c, α, β, γ
monoclinique a, b, c,  β, α = γ = 90°
orthorhombique a, b, c, α = β = γ = 90°
tétragonal (quadratique) a = b,  c, α = β = γ = 90°
rhomboédrique a = b = c, α = β = γ
hexagonal a = b, c, α = β = 90°, γ = 120°
cubique a = b = c, α = β = γ = 90°

 

 

 

 

Etudier la maille

  

A l'aide de la souris il est possible de faire tourner la maille pour l'orienter selon les différents axes, les petites flèches abc en bas à gauche de l'écran permettent de se repérer dans les rotations.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Différents outils sont disponibles

Le menu "Tool" permet de contrôle la rotation du cristal manuellement "Drag" ou seul à l'aide du logiciel "animation" en choisissant l'axe de rotation, libre ou selon un des axes de la maille.

Le menu "Style" contrôle les paramètres d'affichage.

  • Décocher "show model" afin de faire disparaitre les atomes et de ne voir plus que la forme géométrique de la maille.

 

 

 

 

 

 

 

  • Cocher "show model" et show dot surface" afain de faire apparître à la fois le noyau des atomes mais aussi l'espace occupé par chacun d'entre eux.

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans le menu "Style" il est aussi possible de modifier l'apparence :

"Space filing", "Ball-and-stick" ...;  cependant une manip est nécéssaire afin de faire apparaitre les liaisons inter-atomiques qui n'apparaissent pas avec la méthode de construction simple proposée ici. Pour faire apparaitre les liaions il faut standardiser les données :

  • Dans le menu "Utilities" choisir "Standardization of Crystal Data"

 

 

Cet affichage permet de comprendre les liaisons avec les atomes des mailles voisines et de comprendre que certains atomes sont partagés entre plusieurs mailles (voir plus loin)

 

 

 

 

 

 

 

 

Réaliser des mesures

Ces mesures peuvent être réaliser avec ou sans la version standardisée.

Mesurer la distance entre 2 atomes

  • Sélectionner dans la barre d'outil de gauche
  • A l'aide de la souris, faire un clic gauche sur le premier atome à sélectionner, il apparaitra entouré d'une cercle jaune et barré d'une croix jaune.
  • Faire de même avec le second atome

La distance entre les deux atome apparait dans la fenêtre sous l'image dans l'onglet "Output"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mesurer l'angle formés entre 3 atomes

  • Sélectionner dans la barre d'outil de gauche
  • Pour mesurer un angle (SiÔSi)
  • A l'aide de la souris, faire un clic gauche sur le premier atome de Si qui apparaitra entouré d'une cercle jaune et barré d'une croix jaune.
  • Faire de même avec l'atome O, puis avec l'atome Si

La valeur de l'angle apparait dans la fenêtre sous l'image dans l'onglet "Output"

 

 

ici la distance mesurée entre 2 Si est de 1.80173Å

l'angle ici est de 50.7229°

Construire un cristal en ajoutant d'autres mailles
  • Cliquer en bas de la fenêtre "Style" sur la case "Boundary"

Une fenètre apparait dans laquelle il va falloir renseigner les cases de la section "Range of fractional coordinates"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Modifier les chiffres 1 apparaissant dans la ligne x(max), y(max) et z(max) afin de construire le cristal de votre choix. Par exemple entrer les valeurs suivantes : x(xmax) = 3, y(max) = 3 z(max)=6, valider par "OK".

 

On observe ainsi les différentes mailles ajouté à la maille initiale, toujours encadrée)

Etudier les atomes partagés entre différentes mailles

  • Après avoir affiché la maille en mode "standardisée" choisir dans "Style" un affichage en "Stick".
  • Cocher dans l'encart "Volumétric data" "Show isosurface" afin de faire apparaitre les atomes partagés sous forme de petites pyramides jaunes.

 

 

 

 

 

 

  • En changer la couleur pour faciliter la lecture si le jaune n'est pas suffisement visible, pour cela, cliquer sur "Properties..." puis dans la fenêtre qui s'ouvre choisir l'onglet "isosurfaces"
  • modifier la couleur en cliquant sur la partie colorée unie de la fenêtre "color" et choisir dans la palette une couleur plus adaptée.

Il est aussi possible de jouer dur l'opacité

 

 

 

 

 

  • Choisir par exemple le vert et valider par "OK"

 

 

 

 

 

  • Déselectionner "Show model" afin de ne conserver que les surfaces occupées par les atomes partagés.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Remarques complémentaires :

 

  • Ce logiciel permet par ailleur de visualiser de nombreux formats de molécules (cif, pmb, ...) et aussi des molécules organiques, cependant celles ci étant très volumineuses, le logiciel peut être un peu lent.
  • Les molécules construites avec ce logiciel sont enregistrables et visualisables sur rastop.

 

accès à la base de donnée.