在本文中，我将回到化学软件领域——具体来说，是通用原子建模图形界面，或 GAMGI。GAMGI 提供了一套非常完整的工具，使您能够设计和可视化相当复杂的分子。

GAMGI 具有使创建重复结构更容易的特殊能力，这在您尝试创建晶体结构时非常方便。

GAMGI 应该在大多数 Linux 发行版的软件包仓库中可用。例如，在基于 Debian 的发行版上，您可以使用以下命令安装 GAMGI

sudo apt-get install gamgi

还有数据和文档包（gamgi-data 和 gamgi-doc），当您首次开始使用 GAMGI 时，安装这些包也是一个好主意。

软件包安装完成后，您可以从命令行或桌面环境的菜单系统启动 GAMGI。启动后，您将获得一个空白画布以开始您的工作。

图 1. 当您启动 GAMGI 时，您会得到一组最基本的工具来帮助您开始项目。

这个界面可能是您可能使用的化学软件包中最简洁的界面之一，但它隐藏了 GAMGI 中存在的所有功能。它是面向对象的，因为所有主要元素都被视为独立对象，与其他对象具有属性和关系。这些元素包括原子、键、分子和晶面。它们中的每一个都由许多较早的元素构建而成。GAMGI 具有的额外功能之一是能够处理轨道。让我们通过一个盐晶体 (NaCl) 的例子来展示如何使用 GAMGI 进行图形分析。

在查看晶体结构时，您需要首先在窗口中创建一个晶胞。您可以通过单击“Cell→Create”菜单项来完成此操作。然后您将得到一个弹出窗口，您可以在其中设置新晶胞的几个属性。

图 2. 当您为晶体结构创建新晶胞时，您可以设置关于其构造方式的几个不同属性。

由于盐是立方晶体，您需要将系统值设置为 c（代表立方），并将晶格值设置为 F（代表面心）。对于这些中的每一个，您都可以通过单击相关的“List”按钮获得完整的一组允许值。单击“确定”创建晶胞。

图 3. 创建新晶胞将在主窗口中绘制指定的结构。

下一步是开始用原子填充它。单击“Atom→Create”，这将弹出一个新窗口，您可以在其中设置新原子的所有属性。

图 4. 您可以选择您的原子应该是哪种元素，以及其他几个属性。

单击“Table”按钮会弹出一个周期表，您可以在其中选择一个元素。这将填充所有已知值，为您提供一个起点。选择弹出窗口的“View”选项卡，并将样式更改为 solid，大小更改为 1.0，方差更改为 1.0。接下来，单击“Property”选项卡以更改大小值。这是因为钠原子是离子化的，所以它的物理尺寸不同。

一切设置正确后，您可以单击窗口以创建您的钠原子。您可以重复此过程以创建氯原子。您还需要将半径更改为 1.810，因为氯原子也是离子化的。然后将这些原子链接到晶胞，以便 GAMGI 知道如何布局给定的原子。单击“Cell→Link”会弹出一个窗口，您可以在其中链接与此晶胞关联的原子。

图 5. 对于晶体结构，您需要将相关原子链接到晶胞以显示它们的关系。

在这种情况下，您需要将链接方法更改为 crystal。接下来单击晶胞，然后单击钠原子。弹出窗口中的相关字段将被填充相关值。现在您可以告诉 GAMGI 这些钠原子应该在哪里，方法是单击“Position”选项卡并将 X 值更改为 0.5。当您单击“确定”时，GAMGI 将用所需的钠原子填充晶胞。接下来，对氯原子重复此过程，但将所有三个坐标的位置保留为 0.0。

此时，显示的晶体结构不是很清晰。您需要添加光源，以便 GAMGI 可以对晶体进行适当的渲染。单击“Light→Create”弹出一个窗口，您可以在其中定义要在渲染过程中使用的光源类型。

图 6. 为了对您的分子结构进行适当的渲染，您需要设置一个或多个光源。

现在您已经完成了晶体，您可以对其进行一些分析工作。单击“Atom→Measure”以获得一个新窗口，您可以使用 GAMGI 根据生成的结构进行一些计算。

图 7. 您可以获得您创建的分子的测量值，例如键长和键角。

在窗口打开的情况下，单击两个原子并查看它们之间的距离。单击“Angle”选项卡可让您单击三个原子并找到它们之间的角度。在本例中，相邻钠原子和氯原子之间的距离为 2.8300，而晶体角处的角度为 90.00 度。

还有其他选项可用。例如，如果您单击“Molecule→Create”，您将获得一个窗口，您可以在其中创建整个分子。

图 8. 您可以创建更复杂的分子，例如石墨烯。

让我们继续创建一个石墨烯笼。首先，您会得到一个碳原子球。您可以通过单击“Molecule→Measure”来查看球的属性。窗口弹出后，单击分子以查看所有键、角和扭转的列表。然后您还可以修改单个原子。单击“Atom→Modify”会弹出一个窗口，如果您随后单击一个原子，您可以将其修改为其他物质，例如硅。这会更改该区域的相关键，因此它会更改整个几何形状。现在，当您打开“Molecule Measure”窗口时，它将反映这些更改。

图 9. 更复杂的分子默认显示为线框。

希望这能让您体验到 GAMGI 的功能。更独特的功能之一是它实际上是根据所涉及原子的离子态进行角度和距离计算的。从这个意义上说，它是一个更科学的化学成像程序。