第四章 X-射线单晶结构分析

《第四章 X-射线单晶结构分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、晶体结构分析的重要性化学是一门能够创造新物质及分子聚集体的科学，探索新的合成方法与合成结构新颖、具有分子美学或实际用途的新型第四章第四章XX射线单晶结构分析射线单晶结构分析分子等方面的研究，一直是化学研究最重要的部分。每年都有大量的新化合物被人工合成出来。这些化合物中，有相当部分不仅结构新颖、而且结构也十分复杂。X-raySingllCeCrysttlDiffalDiffraction探测物质结构的方法大部分是基于物质对某些波长的电磁波SCD的吸收或发射－即波谱分析方法。各种不同的波谱方法可以得到有用的信息；然而，

2、这些方法无法给出分子或其聚集体的精细几何信息，难以清楚、全面地了解其空间结构。单晶结构分析的意义一一..单晶样品的培养及挑选单晶样品的培养及挑选单晶的生长中的普遍问题单晶衍射结构分析结构分析能测定晶态分子的晶胞参数、晶系、空间群。•从溶液中生长晶体一般都经历近饱和近饱和→→饱和饱和→→过饱和过饱和→→结晶结晶单晶结构分析可以提供一个化合物在晶态中所有原子的精确空间的过程的过程;;位置、包括原子的连接形式，准确的键长、键角。位置、包括原子的连接形式，准确的键长、键角。价电子云分布、•晶体生长的难易程度首先取决于化合物

3、的本性。各种技巧的掌握和原子的热运动振幅、分子的构型和构象，绝对构型等。运用可以显著提高获得单晶的几率；另外，还可以从中得到化合物的化学组成比例，对称性以及原子•晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长速率。晶核形成过快或分子在三维空间的排列、堆积情况。就会形成大量微晶，很难长大，并易出现晶体团聚。生长的速率太单晶衍射仪定出的结构，准确直观，具有权威性，是其他仪器无快则会导致晶体出现缺陷；法替代的。•尝试、耐心和运气。什么样的样品适合生长单晶？（一）（一）..单晶样品的培养方法单晶样品的培养方法外观角度初步判断培养

4、前景：①①溶液结晶法溶液结晶法•旋蒸或简单重结晶所得样品，如果光泽很好旋蒸或简单重结晶所得样品，如果光泽很好((不是贴不是贴②②界面扩散法界面扩散法在烧瓶内壁的一层薄膜刮下来之后产生的光泽在烧瓶内壁的一层薄膜刮下来之后产生的光泽))，在显，在显③③蒸气扩散法蒸气扩散法微镜下观察，如果是块状，有规则外形，则容易生长；④④凝胶扩散法凝胶扩散法⑤⑤水热法和溶剂热法水热法和溶剂热法•油状物很难长出单晶，经过进一步提纯后再去培养。⑥⑥升华法升华法晶体培养实验方法：实现溶液由近饱和→饱和→过饱和→结晶的过程1(1).溶液结晶法（溶

5、液结晶法（挥发溶剂法）(2).溶液界面扩散法（liquiddiffusion)最常用的方法:冷却或缓慢挥发化合物的近饱和溶液原理：如果化合物由两种反应物反应生成，而两种反应物可以将纯的化合物溶于适当溶剂或混和溶剂。(理想的溶剂是一个分别溶于不同（尤其是不太互溶的）溶剂中，可以用溶液界面易挥发的良溶剂和一个不易挥发的不良溶剂的混和物。)此溶液扩散法。化学反应将在这两种溶液接触界面开始，晶体就可能最好稀一些。为了让晶体长得致密，要挥发得慢一些，溶剂挥在溶液界面附近产生，通常溶液慢慢扩散进另一种溶液时，会发性大的可置入冰箱。

6、在界面附近产生好的晶体。A、B分别为两种反应物溶于两种不同的溶剂所形成的溶液：要点：缓慢结晶、不能让溶剂完全挥发适于难溶化合物措施：干净光滑的器皿，合适的溶剂，适宜的温度，清洁稳固的环境两种溶剂比重不同(3).蒸汽扩散法（vapordiffusion)蒸汽扩散法（vapordiffusion)选择两种对目标化合物溶解度不同的溶剂A和B，且A和B有一定的互溶性。把要结晶的化合物溶解在盛于小容器、溶解度大的溶剂A中，将溶解度小的溶剂B（也称为反溶剂）放在较大的容器中，盖上大容器的盖子，溶剂B的蒸汽就会扩散到小容器，当然，溶

7、剂A的蒸汽也会扩散到大容器中。控制溶剂A、B蒸汽相互扩散的速度，就可以将小容器中的溶剂变为A和B的混合溶剂，从而降低化合物的溶解度，迫使它不断结晶出来。A、B分别为两种对目标物溶解度不同的溶剂，目标物溶解于溶解度大、沸点高的A(如DMF)中，溶解度小、沸点低的溶剂B(如乙醚)的蒸汽慢慢扩散A中，降低目标物的溶解度，使之不断结晶出来(4).凝胶扩散法(diffusion)凝胶扩散法(diffusion)A基本原理：以凝胶作为扩散和支持介质，使一些在溶液中ABAB进行的化学反应通过凝胶扩散，缓慢进行。溶解度较小的·反应产

8、物常在凝胶中逐渐形成晶体，所以凝胶法也是通过·B扩散进行的溶液反应法。优点：适于生长溶解度十分小的难溶物质的晶体。由于凝abc胶生长是在室温条件下进行的，因此也适于生长对热很敏将反应物之一置于凝胶中，另一种用溶液进行扩散（a）；将两种反应物制成溶液，从不同方向向凝胶中扩散（b、c），感(如分解温度低)的物质的晶体。适用于产物