結晶過程它們如何以及何時發生?

當然,您曾經聽說過晶體,但很可能此時您的腦海中已經看到了一顆巨大的鑽石,紫水晶或黃玉。 當然,該小組還包括許多著名的 “珍貴的石頭”, 但水晶並不是一種明顯涵蓋珠寶領域的面額。

晶體是稱為結晶的有趣過程的最終產物,其特徵在於產生由“面”形成的均勻固體,“面”是位於不同平面中的部分。

結晶固體的特徵

晶體的尺寸在很寬的尺寸範圍內是可變的特性。 可以找到“巨大”的晶體,也可以通過線性單位“米”進行測量。 尋找水晶 那一定是 用“微米”表示,因為它們的小尺寸使其可與微生物(如細菌)媲美,而這些細菌只能通過顯微鏡觀察。

如前所述,結晶過程會產生高純度的產品,這就是為什麼我們在定義的早期就確定了 晶體是均勻的:也就是說,產品的成分在固體體積中的任何一點都保持恆定的值,這也意味著整個零件的物理和化學特性保持不變,並且在觀察到由於乾擾而引起的變化時,變化將在整個物種中發生。 這種質量使晶體在各個領域都成為有價值的產品,從對材料質量的欣賞到 使用結晶過程作為分離物質的技術.

結晶產物還可以通過模擬自然發生的自發過程的裝配中的受控反應,在實驗室水平上分離出來。 在受控過程中獲得的晶體的主要優點之一是它們呈現出更規則的形狀,這些形狀與更高精度的多邊形圖形完全匹配。

在晶體中,我們必須區分屬於真實晶體習慣(形態特徵)的面,並根據它們的數量,可以考慮固體的基本形狀。 通常在 晶體是由幾種基本形狀的組合定義的,主要如下:

結晶

  • 腳踏車: 由單個平面組成的玻璃,沒有等效物。
  • 類ac骨: 它由對稱軸的兩個等效面組成。
  • 蝶骨: 組成該實體的兩個等效面圍繞二進制軸。
  • 棱鏡: 它由構成一個區域的同源面孔組成。 是被定義為一組平行於同一方向的面的``晶體區域'',對應於相同的邊緣。

從內部的觀點來看,晶體的結構可以認為是由溶解的材料的或多或少均勻,週期性和各向異性的系統構成的,該系統在空間的各個點處形成結構。 在晶體的特性內,每個點始終引起人們的興趣 定期重複 在材料所佔據的空間中。 在晶體學中,影響該作用的現象稱為 翻譯.

結晶過程

為了使結晶發生,我們必須從可以歸類為以下物質的物質開始 “水晶”, 之所以這樣定義,是因為組成它的粒子,無論是原子,分子還是離子性質,都具有均質,週期性和對稱性。

當在某種程度上處於結晶物質中的顆粒開始重組時,整個過程就會被激活。 成核。 除了顆粒順序的明顯變化外,整個過程還涉及熱力學條件的變化過程,該過程的目的是補償由吉布斯自由能變化產生的干擾,其特徵為:三個事件:

  • 化學能的變化。
  • 在成核區和其餘均相之間形成界面。
  • 此過程涉及的體積和形狀變化會觸發張力。

下一個階段在成核基礎結構穩定時開始。 下一步是合乎邏輯且可預測的,一旦有了基本結構,我們將進入 發展,其中觀察到細胞核尺寸的變化。 逐漸地,這種增加將導致面的形成,直到晶體養成明確定義的習慣為止。

晶體生長的機理

沃爾默(Volmer)提出的理論解釋了晶體的生長是如何發生的,從而確定了圍繞晶體物質成核的基本結構,一種晶體 吸收層充當界面,除此之外,它還促進了粒子周圍的遷移,這些粒子平行於表面移動。 該過程的結果被定義為在二維平面中定義的結構。

就Kossel和Straski而言,他們確定 需要機械工作 實現離子在該層表面的固定,這取決於其位置。

建立定義增長的模型需要預測飽和區,在該區觀察到較高的變化率(局部過飽和區)。 這表明晶體生長發生在層中。

結晶作為分離機制

由於晶體是由均質物質形成的,因此將其用作選擇性分離物質的方法得到了擴展,在以下幾種方法中,我們將說明用途更廣泛的物質包括:

  • 添加新溶劑:如果我們知道要處理的產品的性質,則可以應用此方法,該方法主要包括添加一種新溶劑,該溶劑與要結晶的溶質浸入其中的溶劑發生相互作用。 當新的溶劑選擇性地開始與其同系物相互作用時,溶質沉澱,開始結晶過程。
  • 冷卻至高溶質濃度: 當我們擁有在高溫下制得的高濃度溶液並進行冷卻過程時,我們獲得了過飽和條件,在該條件下,溶解的溶質量超過了溶劑可接受的溶質。溫度條件。 如果降低溫度的過程是通過受控方式完成的,那麼我們可以影響將要獲得的晶體的尺寸。
  • 昇華: 這項技術只能應用於具有高蒸氣壓的結晶化合物中,這樣一來,從氣相到固相的轉變就不需要通過熔點。

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