 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 14701 | 回復(fù): 51 | ||||||||||||||||||||
| 當(dāng)前只顯示滿足指定條件的回帖，點(diǎn)擊這里查看本話題的所有回帖 | ||||||||||||||||||||
wsht212榮譽(yù)版主 (文學(xué)泰斗)
江湖浪子之飛天
|
[交流]
【交流】溶液中晶體的生長方法【已搜索無重復(fù)】 已有50人參與
|
|||||||||||||||||||
|
單晶的培養(yǎng) 在合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往采用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法來提純化合物。這時(shí)，我們 可以用快速沉淀的方法。由于沉淀速度太快，所形成的晶體一般都很小，呈粉末狀， 不能滿足單晶衍射實(shí)驗(yàn)的要求。衍射實(shí)驗(yàn)所需要單晶的培養(yǎng)（crystal growth） ，需要 采用合適的方法，以獲得質(zhì)量好、尺寸合適的晶體。晶體的生長和質(zhì)量主要依賴于 晶核形成和生長的速率。如果晶核形成速率大于生長速率，就會(huì)形成大量的微晶， 并容易出現(xiàn)晶體團(tuán)聚。相反，太快的生長速率會(huì)引起晶體出現(xiàn)缺陷。為避免這兩種 問題常常需要摸索和‘運(yùn)氣’ ，因?yàn)樵陂_始研究一個(gè)新化合物時(shí)，我們往往不知道這 種新化合物的結(jié)晶規(guī)律，通常不容易預(yù)測并避免微晶或團(tuán)聚問題的發(fā)生。當(dāng)然，也 不是完全沒有基本規(guī)律可以依循。這里介紹幾個(gè)常用的有效方法和一些實(shí)用的建議。 溶液中晶體的生長 從溶液中將化合物結(jié)晶出來，是單晶體生長的最常用形式。最為普通的程序是 通過冷卻或蒸發(fā)化合物飽和溶液，讓化合物結(jié)晶出來。這時(shí)，最好采取各種必要的 措施，使其緩慢冷卻或蒸發(fā)，以求獲得比較完美的晶體。實(shí)踐證明，緩慢結(jié)晶過程 往往是成功之路。為了減少晶核生長位置的數(shù)目，最好使用干凈、光滑的玻璃杯等 容器。舊容器會(huì)有各種刮痕，表面不平整，容易產(chǎn)生過多的成核中心，甚至容易引 起孿晶。相反，如果容器的內(nèi)壁過于平滑，則會(huì)抑制結(jié)晶。因此，如果某種化合物 結(jié)晶過慢，可以通過輕微刮花容器內(nèi)壁來提高結(jié)晶的速度。同時(shí)，結(jié)晶裝備應(yīng)放在 非震動(dòng)環(huán)境中。由于較高溫條件下結(jié)晶可以減少了化合物與不必要溶劑共結(jié)晶的幾 率，因此在高溫下結(jié)晶通常效果更好。必須注意，盡量不要讓溶劑完全揮發(fā)，因?yàn)?br /> 溶劑完全揮發(fā)后，容易導(dǎo)致晶體相互團(tuán)聚、或者沾染雜質(zhì)，不利于獲得純相、質(zhì)量 優(yōu)良的晶體。 如果化合物的結(jié)晶比較困難，可以嘗試不同的溶劑，但應(yīng)盡量避免使用氯仿和四氯 化碳之類含有重原子并且通常會(huì)在晶體中形成無序結(jié)構(gòu)的溶劑，因?yàn)闊o序結(jié)構(gòu)會(huì)增 加結(jié)構(gòu)精化的難度并降低結(jié)構(gòu)的精確性。同理，在選擇陰離子時(shí)，也應(yīng)盡量避免采 用高氯酸根、四乙基胺之類的離子，因?yàn)樗鼈円彩秩菀自诰w中形成無序結(jié)構(gòu)！ 除了上述最簡單和最常用的溶液結(jié)晶法之外，還有幾種比較常用、有效的方法。 界面擴(kuò)散法 如果化合物由兩種反應(yīng)物反應(yīng)生成，而兩種反應(yīng)可以分別溶于不同（尤其是不 太互溶的）溶劑中，可以用溶液界面擴(kuò)散法（liquid diffusion） 。將 A 溶液小心地加 到 B 溶液上，化學(xué)反應(yīng)將在這兩種溶液接觸界面開始，晶體就可能在溶液界面附近 產(chǎn)生，如圖 4.1(a)所示。通常溶液慢慢擴(kuò)散進(jìn)另一種溶液時(shí)，會(huì)在界面附近產(chǎn)生好的 晶體。如果結(jié)晶速率太快，可以利用凝膠體等辦法，進(jìn)一步降低擴(kuò)散速率，以求結(jié) 晶完美。  蒸汽擴(kuò)散法 蒸汽擴(kuò)散法(vapor diffusion)的操作也很簡單。 選擇兩種對(duì)目標(biāo)化合物溶解度不同 的溶劑 A和 B，且 A和B 有一定的互溶性。把要結(jié)晶的化合物溶解在盛于小容器、 溶解度大的溶劑 A 中，將溶解度小的溶劑 B（也稱為反溶劑，anti-solvent）放在較 大的容器中，蓋上大容器的蓋子，溶劑 B 的蒸汽就會(huì)擴(kuò)散到小容器，如圖 4.1(b)所 示。當(dāng)然，溶劑 A 的蒸汽也會(huì)擴(kuò)散到大容器中�？刂迫軇� A、B 蒸汽相互擴(kuò)散的速 度，就可以將小容器中的溶劑變?yōu)?A和 B 的混合溶劑，從而降低化合物的溶解度， 迫使它不斷結(jié)晶出來。 凝膠擴(kuò)散法 凝膠擴(kuò)散法(gel diffusion)也是比較常用的結(jié)晶方法，特別適用于反應(yīng)物 L 和 M 快速反應(yīng)，并生成難溶產(chǎn)物的情況。我們可以用普通試管或 U 形管作為凝膠擴(kuò)散法 制備結(jié)晶的容器。試管法是將可溶性反應(yīng)物 M（或者 L）與凝膠混合，待膠化后， 將 L（或者 M）的溶液小心倒在凝膠上面（圖 4.2(a)） 。隨著擴(kuò)散的進(jìn)行，M 和 L 在 界面和凝膠中結(jié)晶。當(dāng)然，這種試管凝膠法可以根據(jù)需要，進(jìn)行多種改進(jìn)。例如， 不將 M 或者L 制備在溶膠中，而將含 L（或者M(jìn)）的溶液先放在溶膠上，再把含 M （或者 L）溶液的玻璃管直接插入到溶膠中，如圖 4.2(b)所示。另外，還可以在 L 的 溶液加到含有 M 的凝膠上之前，在原有的凝膠上，再加上不含 M 和 L 的凝膠，成 為所謂雙凝膠法。雙凝膠法可以進(jìn)一步降低反應(yīng)和結(jié)晶的速度，合適于 M 和L 反應(yīng) 速度很快的情況。  類似地，U形管法也有多種形式，最簡單的方法如圖 4.2(c)所示。它與試管法的 不同主要是不將反應(yīng)物制備到溶膠中�？梢宰鳛閱尉L用的凝膠有多種，常用的 有硅酸鈉膠、四甲氧基硅膠、明膠和瓊脂等。 水熱法和溶劑熱法 如果要獲得在溶劑中十分難溶的化合物的晶體，比如難溶的無機(jī)材料和配位聚 合物，可以嘗試水熱法(hydrothermal method)或溶劑熱法(solvothermal method)。將這 些難溶化合物與水溶液一起放在密閉的耐高壓容器 （即反應(yīng)釜） 里， 如圖4.3(a)所示。 通常將混合物加熱到 120-600 C，容器中的壓力可達(dá)幾百個(gè)大氣壓，導(dǎo)致很多化合物 在超臨界液體中溶解并且在慢慢降溫過程中結(jié)晶。水熱法對(duì)于合成低溶解度化合物 是十分有用的。根據(jù)實(shí)際需要，也可以采用有機(jī)溶劑進(jìn)行類似的反應(yīng)，稱為溶劑熱 法。溶劑熱法與水熱法的機(jī)理相似。一般而言，利用水熱法或溶劑熱法培養(yǎng)單晶的 重要技巧是控制好晶化溫度。有關(guān)水熱合成技術(shù)可以參考近年大量報(bào)道的水熱合成 無機(jī)材料、無機(jī)—有機(jī)雜化材料、配合物和配位聚合物等有機(jī)—金屬化合物的有關(guān) 文獻(xiàn)[1,2]。進(jìn)行水熱或溶劑熱反應(yīng)，一定要注意安全。不同反應(yīng)釜的質(zhì)量不同，耐 壓、耐高溫程度也有所不同，反應(yīng)釜發(fā)生爆炸的事件時(shí)有發(fā)生。 另外，還可以采用質(zhì)地好的硬質(zhì)玻璃（如 pyrex玻璃）管，將反應(yīng)物和溶劑裝入 一端封閉的玻璃管中之后，用火將玻璃管口燒結(jié)密封，然后將玻璃管放在油浴中加 熱。這種方法的好處是可以觀察反應(yīng)和結(jié)晶過程，缺點(diǎn)是，反應(yīng)溫度不能太高。溫 度高于 100 C 時(shí)，必須特別小心。最高溫度不能超過 120 C。應(yīng)將玻璃管放在有防護(hù) 的地方，謹(jǐn)防爆炸！  升華法（sublimation）能長出好晶體。理論上，任何在分解溫度以下的溫度區(qū)間 具有較大蒸汽壓的固體物質(zhì)均可以采用這種非溶劑結(jié)晶方式來培養(yǎng)單晶。由于符合 升華條件要求的物質(zhì)不是很多以及其他原因，該方法比較少用。圖 4.43(b)是一種簡 單易得的升華結(jié)晶裝置。有關(guān)用升華方法結(jié)晶的更詳細(xì)介紹，可以參考文獻(xiàn)[3]。 1. 徐如人、龐文琴主編， 《無機(jī)合成與制備化學(xué)》 ，pp. 128-165，高等教育出版社，2001. 2. Zhang, X.-M.; Tong, M.-L.; Chen, X.-M., Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1029. 3. J. Hulliger, Angew. Chem., 1994, 106, 151. [ Last edited by wsht212 on 2010-5-3 at 13:41 ] |
回復(fù)此樓» 收錄本帖的淘帖專輯推薦
 初學(xué)晶體 | 青椒不辣 辣椒不青 | 單晶 | 電化學(xué)小白 |
| 學(xué)習(xí)資源 | 學(xué)無止境 | 五谷雜糧 | 藥學(xué) |
| 電化學(xué) | mba mpa | 補(bǔ)充 | 晶體合成 |
| 單晶生長 | MnO2合成表征 | 研究生 | crystal in gel |
| 晶體相關(guān) |
» 本帖已獲得的紅花（最新10朵）
zhangxiao226» 猜你喜歡
【高校聯(lián)合舉辦】2026年第五屆服務(wù)機(jī)器人國際會(huì)議（ICoSR 2026）
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院超分子團(tuán)隊(duì)招收2026級(jí)申請-考核制博士生
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
無機(jī)化學(xué)論文潤色/翻譯怎么收費(fèi)?
已經(jīng)有271人回復(fù)
-
中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院易小藝教授課題組招收2026級(jí)博士研究生（第二輪）
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
求助
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
0703化學(xué)26考研調(diào)劑，一志愿南昌大學(xué)
已經(jīng)有2人回復(fù)
-
有沒有化學(xué)、材料專業(yè)的同學(xué)需要調(diào)劑 考慮天津高效的可以郵件或者私信
已經(jīng)有1人回復(fù)
-
26年博士招生
已經(jīng)有15人回復(fù)
-
江西理工大學(xué)功能晶態(tài)材料方向劉遂軍課題組招收2026年秋季入學(xué)博士研究生
已經(jīng)有10人回復(fù)
-
寧夏大學(xué)團(tuán)簇新材料團(tuán)隊(duì)招收材料/化學(xué)/化工專業(yè)博士生
已經(jīng)有0人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
» 本主題相關(guān)價(jià)值貼推薦，對(duì)您同樣有幫助:
- 合成MOF時(shí)，你認(rèn)為導(dǎo)致晶體裂紋多的影響因素有哪些？
已經(jīng)有10人回復(fù)
- 用自然揮發(fā)法制備晶體時(shí)配體析出怎么處理?
已經(jīng)有19人回復(fù)
- 【求助】晶體是毛刺狀 而且堆在一起，怎樣讓他長得好點(diǎn)
已經(jīng)有69人回復(fù)
- 【求助】總是在燒杯底部得到大量致密很小晶體，如何長大�。炕貜�(fù)就給5個(gè)金幣！
已經(jīng)有56人回復(fù)
- 【原創(chuàng)】如何培養(yǎng)Fe晶體！
已經(jīng)有54人回復(fù)
- 【求助】晶體長成薄片狀貼在玻璃壁上，怎么樣讓它長厚些��？
已經(jīng)有10人回復(fù)
- 【交流】怎么提高晶體的產(chǎn)率并讓晶體長大
已經(jīng)有24人回復(fù)
- MOF晶體長不大--求解決方法
已經(jīng)有66人回復(fù)
帝夫
至尊木蟲 (知名作家)
=一只小小啄木鳥=
- CMEI: 4
- 應(yīng)助: 21 (小學(xué)生)
- 貴賓: 5.127
- 金幣: 17354.4
- 散金: 3977
- 紅花: 87
- 沙發(fā): 23
- 帖子: 5652
- 在線: 928.7小時(shí)
- 蟲號(hào): 763780
- 注冊: 2009-05-05
- 性別: GG
- 專業(yè): 配位化學(xué)
9樓2010-05-04 20:39:58
3樓2010-05-02 22:47:19
★ ★
小木蟲(金幣+0.5):給個(gè)紅包，謝謝回帖交流
wsht212(金幣+1):謝謝交流，希望常來！ 2010-05-03 10:47
小木蟲(金幣+0.5):給個(gè)紅包，謝謝回帖交流
wsht212(金幣+1):謝謝交流，希望常來！ 2010-05-03 10:47
 |
5樓2010-05-03 10:32:10
wangluning
鐵蟲 (正式寫手)
- 應(yīng)助: 0 (幼兒園)
- 金幣: 39.6
- 紅花: 2
- 帖子: 406
- 在線: 44.8小時(shí)
- 蟲號(hào): 814854
- 注冊: 2009-07-24
- 專業(yè): 無機(jī)合成和制備化學(xué)
7樓2010-05-04 15:10:22
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 301求調(diào)劑 +5 | yy要上岸呀 2026-03-17 | 5/250 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 本人考085602 化學(xué)工程 專碩 +16 | 不知道叫什么！ 2026-03-15 | 18/900 |
|
|
|
[考研] 梁成偉老師課題組歡迎你的加入 +8 | 一鴨鴨喲 2026-03-14 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 271求調(diào)劑 +12 | 生如夏花… 2026-03-11 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 070303一志愿西北大學(xué)學(xué)碩310找調(diào)劑 +5 | d如愿上岸 2026-03-12 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 材料與化工一志愿南昌大學(xué)327求調(diào)劑推薦 +7 | Ncdx123456 2026-03-13 | 8/400 |
|
|
|
[基金申請]
NSFC申報(bào)書里申請人簡歷中代表性論著還需要在申報(bào)書最后的附件里面再上傳一遍嗎
 20+5
|
NSFC2026我來了 2026-03-10 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 中科大材料與化工319求調(diào)劑 +3 | 孟鑫材料 2026-03-14 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 297一志愿上交085600求調(diào)劑 +5 | 指尖八千里 2026-03-14 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 297求調(diào)劑 +4 | 學(xué)海漂泊 2026-03-13 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 308 085701 四六級(jí)已過求調(diào)劑 +7 | 溫喬喬喬喬 2026-03-12 | 14/700 |
|
|
|
[基金申請]
有必要更換申報(bào)口嗎
20+3
|
fannyamoy 2026-03-11 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 341求調(diào)劑 +4 | 番茄頭--- 2026-03-10 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 315求調(diào)劑 +9 | 小羊小羊_ 2026-03-11 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 301求調(diào)劑 +6 | Liyouyumairs 2026-03-11 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 材料專碩350 求調(diào)劑 +4 | 王金科 2026-03-12 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 290求調(diào)劑 +7 | ADT 2026-03-12 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 290求調(diào)劑 +3 | ADT 2026-03-13 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 321求調(diào)劑（食品/專碩） +3 | xc321 2026-03-12 | 6/300 |
|
|
|
[考博] 26讀博 +4 | Rui135246 2026-03-12 | 10/500 |
|