The platon crystallographic package

Chapter 4 - ADDSYM - Find Missed or  (Pseudo)-Symmetry 
The PLATON package incorporates a significantly modified, extended and automated 
implementation of the powerful MISSYM (C) algorithm, invented and published by Y. Le 
Page, [LePage, 1987, 1988)] for the detection of possibly MISsed ADDitional SYMmetry in 
a given cell, symmetry and coordinate set. The MISSYM algorithm builds on an earlier 
algorithm for the detection of higher metrical symmetry in a given lattice (Le Page, 1982). A 
search for twofold axis in the lattice is done. The metrical symmetry is derived from the 
number of such axes found and their mutual angles. The MISSYM algorithm adds to this 
the checking of whether the metrical symmetry elements are supported by the content of the 
cell.
ADDSYM can be used in search of ADDitional symmetry for: 
1.
Coordinate sets derived from an X-ray structure determination (e.g.  .cif or .res) 
2. Coordinate sets obtained by ab-initio modeling and energy minimization. 
Missed symmetry is a serious problem. Refinement of a structure in a space group with too 
low symmetry may lead to poor geometry and false conclusions due to refinement artifacts. 
Cases of overlooked symmetry are conveniently divided into four classes: 
1. Change of Crystal System (e.g. Monoclinic to Trigonal/Rhombohedral) 
2. Change of Laue Class without change of Crystal System (e.g. Low Tetragonal to 
High Tetragonal) 
3. Addition of an Inversion Centre (e.g. Cc to C2/c) 
4. Additional Translational Symmetry (e.g. 1/2, 1/3, 1/4 or 1/8 volume primitive subcell
) 
Classes 1, 2 & 3 describe the more common cases in X-ray structure analysis. Class 4 is 
common for energy minimized structures. 
For discussions and literature examples see: 
- Marsh (1997). More Space-Group Corrections: From Triclinic to Centric Monoclinic  
and to Rhombohedral.
- Herbstein & Marsh (1998) From P1 to P-1 and Cc to C2/c. by .
       - Marsh (1999) P1 or P-1? Or something else ? . 
       - Marsh & Spek (2001). Use of software to search for higher symmetry: space group  
C2. 
Major extensions to the published MISSYM (C) algorithm include: 
- Explicit transformation matrices and origin shifts to the revised space group 
description. 
- Proposed alternative space group (name) 
- Detection of missed lattice centering and cell halving. 
- The detection of approximate higher symmetry due to either missing atoms or a few 
atoms that do not comply with the higher symmetry (either real or refinement artifact). 
- Generation of new transformed 'shelx.res' with averaged atomic coordinates.

---

- PLUTON presentation of the transformed (averaged) structure. 
In order not to confuse this extended implementation of the MISSYM (C) algorithm with 
the official  MISSYM (C) implementation in the NRCVAX (C) package, it is named 
ADDSYM. 
Given a name.res, name.dat or name.cif formatted structure parameter file, the test for 
possibly missed symmetry can be run (either from the keyboard or by mouse clicks on the 
proper PLATON main menu items) as: platon name.res 
with the sole instruction: CALC ADDSYM
The result of the analysis is displayed on the graphics window. More detailed information 
on the analyses can be found in the terminal window and the .lis (.lps) file. 
The proposed transformation and new symmetry is written in a file with extension .eld. 
PLATON will produce a transformed new SHELX/RES  style file with the keyboard 
instruction: CALC ADDSYM SHELX or a PLUTON drawing of the averaged/transformed 
structure with: CALC ADDSYM PLOT or clicks on the corresponding items on the 
PLATON main-menu. 
A multi-entry CSD-CIF file may be conveniently scanned for missed symmetry by first 
clicking on the SAVE-InstrS menu item (RED) before invoking ADDSYM from the main 
menu. Clicking on END will execute ADDSYM on the next CIF-file entry. 
General Keyboard Instruction:
CALC ADDSYM (element_name/EQUAL) (EXACT) (SHELX/PLOT) (NOSF) (ang 
d1 d2 d3 perc) 
where: 
- element_name - Search for higher symmetry for specified element only. 
- EQUAL - Search with all atom type treated as equivalent. 
- EXACT - All atoms should fit for given criteria. 
- SHELX - A new shelxl.res file is generated for the proposed space group 
       - PLOT - A PLUTON-plot of the averaged structure in the proposed space group is 
generated.
       - NOSF  - Do not write explicit scattering factor data. (Default: do).
       - KEEP - Keep the Monoclinic cell with Beta closer to 90 degrees (Default:Transform)
- ang - Angle criterium in search for metrical symmetry of the lattice (default 1.0 deg.). 
- d1 - Distance criterium for coinciding atoms for non-inversion (pseudo)symmetry 
elements (default 0.25 Angstrom). 
- d2 - Distance criterium for coinciding atoms for (pseudo) inversion symmetry (default 
0.45 Angstrom for organic compounds, 0.25 Angstrom for inorganic compounds). 
- d3 - Distance criterium for coinciding atoms for (pseudo) translation symmetry 
(default 0.45 Angstrom for organic compounds , 0.25 Angstrom for inorganic 
compounds).
- perc – Allowed percentage of non-fitting atoms for a given symmetry element. The 
default is 20%. 

---

Note : By default up to 20 % of the atoms are allowed as mis-fits  (i.e. atoms falling out of 
the default criteria or with missing symmetry related counterparts). The EXACT sub-
keyword will put this value to zero. 
Standard, Alternate and Non-standard Settings
ADDSYM will by default transform all unit cells to a standard setting. For triclinic 
structures this implies a reduced cell with adegrees or all angles less than 90 degrees. For monoclinic structures this implies the b-axis 
unique, C centered where I centered might give a closer to 90 degrees beta angle and c glide 
preferred to n glide. 
Missed Symmetry Example #1
In the order of 10 % of the structures published in Space group Cc can be shown to be better 
described with higher symmetry. A common case is the omission of an inversion centre. 
This example shows how to detect and correct automatically for that problem. 
TITL AACRUB    Cc        R=0.0380                                             
CELL  14.2460    6.9040   17.6870    90.000    97.190    90.000
CESD   0.0020    0.0010    0.0020     0.000     0.010     0.000
SPGR Cc          
Ru(1)      0.22852  0.15210  0.36523 
Ru(2)      0.12035  0.34630  0.40847 
O(1)       0.22860  0.32200  0.27210 
O(2)       0.33730  0.30800  0.42380 
O(3)       0.22800 -0.00410  0.45390 
O(4)       0.12660 -0.00400  0.30750 
O(5)       0.12440  0.52300  0.31530 
O(6)       0.22860  0.49900  0.46410 
O(7)       0.11900  0.17000  0.49890 
O(8)       0.02400  0.17600  0.35380 
O(9)       0.33580 -0.06800  0.32270 
O(10)      0.00210  0.52300  0.44990 
C(1)       0.18130  0.46000  0.26420 
C(2)       0.17370  0.61600  0.20200 
C(3)       0.31360  0.45900  0.46460 
C(4)       0.39210  0.55600  0.50520 
C(5)       0.17690  0.01400  0.50280 
C(6)       0.16480 -0.08500  0.57740 
C(7)       0.04180  0.04600  0.31500 
ADDSYM OUTPUT FOR EXAMPLE 1 
ADDSYM - CHECK  (cf. MISSYM (C): Le Page, Y., J. Appl. Cryst. (1987), 20,
                            264-269; J. Appl. Cryst. (1988), 21, 983-984)
------------------------------------------------------------------------------
- This ADDSYM Search is run on ALL NON-H Chemical Types
- Number of Input Atoms Included in Search  =    25
- The Structure implies the following Symmetry Elements subject to the Criteria:
   1.00 Deg., (metric)  0.25 Ang. (distances) and   0.45 Ang. (inv. and transl.)
Symm.  Input    Reduced (Ang)         (Deg)   (Ang)                 Input Cell
Elem Cell Row  Cell Row   d  Type Dot Angle  Max. dev.             x     y     z
--------------------------------------------------------------------------------
 c   [ 0 1 0]  [-1 0 0]  6.903  2  2   0.00       0    through     0     0     0

---