Ⅰ 结晶与物质的什么性质有关不同的物质该性质的变化趋势一样吗试举例说明。
结晶与分子结构和物理性质有关。与粒子之间的相互作用力有关,作用力强熔点高就不宜结晶,否者就易结晶。粒子之间的作用力取决于分子的摩尔质量和分子的极性及是否有氢键。摩尔质量大, 分子的极性强,或有氢键,都会使结晶程度下降
Ⅱ 什么是结晶性 受什么因素影响
以药物为例
晶型受环境因素影响(如温度、湿度、放置时间等)可以相互转变,如果晶格遭到破坏,晶型就会发生改变,从而改变该物质本身的稳定性。
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Ⅲ 重结晶的物理性质
利用重结晶可提纯固体物质。某些金属或合金重结晶后可使晶粒细化,或改变晶体结晶,从而改变其性能。
Ⅳ 化学中什么是“结晶”带结晶水的物质性质是什么为什么会有结晶水的出现
(1)结晶就是已经溶解在溶液中的溶质,由于溶液温度下降、溶剂蒸发减少等因素的影响,而从溶液中以晶体的形式析出的过程;(2)带有结晶水的物质的性质:①有些结晶水合物加热时会自行熔化,这种溶质溶解于结晶水所形成的溶液(如Na2S2O3·5H2O的熔化);②有些结晶水合物在空气中会逐渐自动失去结晶水,这种过程叫做风化,例如十水合碳酸钠Na2CO3·10H2O
=
Na2CO3
+
10H2O;②很多结晶水合物在加热时会逐渐失去水分子,最终转变为无水物,例如五水合硫酸铜晶体:CuSO4·5H2O
→
CuSO4·3H2O
→
CuSO4·H2O
→
CuSO4(无水硫酸铜,白色);还有很多强酸弱碱盐的结晶水合物在加热时发生水解反应,最终会得到金属氧化物,而不是无水盐,例如六水合氯化镁:MaCl2·6H2O
→
MgO
+
2HCl
+
5H2O,如果要得到MgCl2,则需在加热时不断通HCl气体以抑制Mg(2+)的水解。
Ⅳ 晶体的基本性质是什么
晶体的基本性质是:
1,定义:为一切晶体所共有的,并能以此与其他性质的物质相区别的性质。
2,本质:晶体的格子构造所决定的。
注音:jīng tǐ
晶体的基本特性:
长程有序:晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。
均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性:晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。
对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
自限性:晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。
解理性:晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。
最小内能:成型晶体内能最小。
晶面角守恒:属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。
Ⅵ 晶体的基本性质
由于一切晶体内部质点的排列都遵循格子构造的规律而与其他物质相区别,因此所有晶体应该具有一些由格子构造所决定的共同区别于其他物质的性质,我们把这些性质称为晶体的基本性质。现简述如下。
1.自限性
晶体的自限性(self-confinement)是指晶体在合适条件下生长时总能自发地形成具有一定凸几何多面体外形的性质。在晶体的凸几何多面体上,平整的面称为晶面,两个晶面的交线称为晶棱,晶棱汇聚成的尖顶称为角顶。晶面数(F)、晶棱数(E)和角顶数(V)的关系符合欧拉定律:
F+V=E+2
晶体的几何多面体形态,是晶体内部格子构造的外部表现。晶体外形上的晶面、晶棱与角顶,实际上对应着格子构造中的面网、行列及结点。晶体的格子构造及其所制约的凸多面体形态均服从于一定的结晶学规律。
应当注意的是,准晶体也具有自限性。
2.均一性
晶体的均一性(homogeneity)是指同一晶体的任何部位其性质是完全相同的。例如,假定我们把一个晶体分成许多小晶块,那么每一块这样的小晶块的物理性质与化学性质都是相同的。这主要是因为在晶体的各个部分都具有相同的格子构造,也即各部分的质点分布相同,因此性质也相同。
若设在x处和x+x′处取得小晶体,则晶体的均一性可作如下数学表示:
F(x)≡F(x+x′)
这里的F为相应晶块的化学组成和物理性质。
必须注意的是,非晶质体也具有均一性,如玻璃的不同部分在折射率、膨胀系数、热导率等性质方面都是相同的。但非晶质体的这种均一性是统计意义上的、平均近似的均一性,称为统计均一性,它与晶体由内部格子构造决定的严格的结晶均一性有着本质的区别,而与液体和气体的统计均一性相似。
3.异向性
晶体的异向性(anisotropy)指晶体的性质因观察方向的不同而表现出差异的特性。同一矿物在不同方向上其解理的发育程度存在明显的差别,这是晶体异向性最明显的例子。晶体的凸6多面体形态也是其异向性的表现。此外,晶体的刻划硬度,只要作精确的测定,都可以发现随刻划方向的不同而异,其中最明显的例子是蓝晶石。在平行蓝晶石晶体延长方向上,其摩斯硬度值约为4,而在垂直晶体延长方向上,其摩斯硬度值约为6,故蓝晶石又被称为二硬石。
由格子构造规律我们知道,晶体结构中质点排列方式和间距,在相互平行的方向上都是一致的,但在不相平行的方向上,一般来说都是有差异的。因此,当沿不同方向进行观察时,晶体的各项性质将表现出一定的差异,这就是晶体具有各向异性的根源。
4.对称性
晶体的对称性(symmetry)是指晶体中的相同部分或性质在不同的方向或位置上有规律地重复出现的特性。我们常常可以看到,在一个晶体的不同方向出现形状和大小完全相同的晶面,这就是晶体外形上的一种对称性。其实,晶体内部质点在三维空间周期性平移重复排列本身就是一种微观的对称性,尽管晶体结构中质点的排列在不同方向上一般是有差异的,但并不排斥其在某些特定方向上的重复。因此,晶体的宏观对称性是其微观对称性的体现,是晶体最重要的性质,也是晶体对称分类的基础。有关晶体的对称性,将在第四章中作进一步的讨论。
5.最小内能性
晶体的最小内能性(minimum internal energy)是指,在相同的热力学条件下,较之于同种化学成分的气体、液体及非晶体而言,晶体的内能最小。这从晶体熔融时要吸热、熔体结晶时会放热得到部分的直观证明。
晶体具有最小内能主要是因为,晶体内部质点在三维空间呈周期性重复的规律排列,这种规则排列是质点间的引力和斥力达到平衡的结果。在此情况下,无论是使质点间的距离增大或是减小,都将导致质点的势能增加。至于气体、液体和非晶质体,由于它们内部质点的排列是无规则的,因此质点间的距离不等于平衡距离,因而它们的势能比晶体大。这就意味着,在相同的热力学条件下,晶体的内能应为最小。
6.稳定性
晶体的稳定性(stability)是指,对于化学组成相同但处于不同物态下的物质而言,以晶体最为稳定。例如,非晶体可以自发转化为晶体,释放出能量,而晶体不可能自发转化为其他物态。
晶体的稳定性是晶体具有最小内能的必然结果,而从根本上讲,它也是由晶体的格子构造规律所决定的。
晶体因其内部质点已达到平衡位置,具有最小内能,要破坏晶体的这种状态,就必须从外界吸收能量,如加热等。同时,由于使晶体中每个质点脱离平衡位置所需能量都是相等的,因此每种晶质体都有自己确定的熔点(非晶质体没有固定的熔点)。与此相反,无论气体、液体或是非晶质体,由于它们内部质点未达平衡位置,当使它们的质点趋向于规则排列而达到平衡位置,亦即向晶体转化时,必定会释放出多余的能量。所以,根据热力学定律,结晶态是最稳定的物态,它不会自发地转化为其他物态。
思考题及习题
1)晶体、非晶质体、准晶体有何区别?
2)结点间距、面网密度、面网间距之间有何联系?
3)如何根据晶体的格子构造解释其基本性质?
4)晶体不一定呈规则的几何多面体外形,这是否与晶体的自限性矛盾?
5)某些固体生长时可以自发地形成规则的几何多面体外形,这些固体肯定是晶体吗?为什么?
6)为什么晶体具有确定的熔点而非晶体不具有确定的熔点?
7)下图的左图和右图分别为石墨晶体结构中平行和垂直结构层的两种碳原子面。试分别以两图中的a,b,c为基点,画出对应的相当点分布图和面网并比较之。
石墨晶体结构中碳原子的分布
(据罗谷风,1985)
Ⅶ 什么样的物质容易结晶,是极性物质还是非极性的物质结晶原理是什么
极性物质。结晶原理是溶质从溶液中析出的过程,可分为晶核生成(成核)和晶体生长两个阶段,两个阶段的推动力都是溶液的过饱和度( 结晶溶液中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值)。晶核的生成有三种形式:即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下,溶液自发地生成晶核的过程,称为初级均相成核;溶液在外来物(如大气中的微尘)的诱导下生成晶核的过程,称为初级非均相成核;而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程,称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程,它是在晶体之间或晶体与其他固体(器壁、搅拌器等)碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。
Ⅷ 高分子物理的结晶
聚合物的基本性质主要取决于链结构,而高分子材料或制品的使用性能则很大程度上还取决于加工成型过程中形成的聚集态结构。聚集态可分为晶态、非晶态、取向态、液晶态等,晶态与非晶态是高分子最重要的两种聚集态。
结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。球晶是其中最常见的一种形态。
结晶形态都是由三种基本结构单元组成,即无规线团的非晶结构、折叠链晶片和伸直链晶体。所以结晶形态中都含有非晶部分,是因为高分子结晶都不可能达到100%结晶。 ⑴、高分子晶体本质上是分子晶体。
⑵、具各向异性。
⑶、无立方晶系。
⑷、晶体结构具有多重性。
⑸、高分子结晶的不完全性。 (a)球晶 (b)单晶 (c)其它结晶形态:树枝状晶;纤维状晶和串晶;柱晶;伸直链晶等。
描述晶态结构的模型主要有:
(1)缨状微束模型,(2)折叠链模型,(3)插线板模型。
折叠链模型适用于解释单晶的结构,而另两个模型更适合于解释快速结晶得到的晶体结构。 (1)无规线团模型,(2)局部有序模型。
总之模型的不同观点还在争论中。对非晶态,争论焦点是完全无序还是局部有序;对于晶态,焦点是有序的程度,是大量的近邻有序还是极少近邻有序。
高分子晶体在七个晶系中只有六个,即不会出现立方晶系(由于高分子结构的复杂性)。常见的是正交晶系(如聚乙烯)和单斜晶系(如聚丙烯),各均占30%。
高分子在晶胞中呈现两种构象,即平面锯齿形构象(PZ,以PE为例)和螺旋形构象(H,以PP为例)。通过晶胞参数可以计算完全结晶的密度:
一种高分子可能由于结晶条件不同而产生不同晶胞,称同质多晶现象。 总的来说,影响结构过程的内部因素是聚合物必须具有化学结构的规则性和几何结构的规整性才能结晶。典型例子如下:
聚乙烯、聚偏氯乙烯、聚异丁烯、聚四氟乙烯、反式聚丁二烯、全同聚丙烯、全同聚苯乙烯等易结晶。无规聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、顺式聚丁二烯、乙烯丙烯无规共聚物等不结晶。聚氯乙烯为低结晶度。天然橡胶在高温下结晶。
此外柔性好和分子间作用力强也是提高结晶能力的因素,前者提高了链段向结晶扩散和排列的活动能力,后者使结晶结构稳定,从而利于结晶,典型例子是尼龙(由于强的氢键)。
而影响结晶过程的外界因素主要有:
(1)温度(理解为提供热能);
(2)溶剂(提供化学能),称溶剂诱导结晶;
(3)应力或压力(提供机械能),称应力诱导结晶;
(4)杂质(成核或稀释)。 结晶性高聚物与结晶高聚物是两个不同的概念,有能力结晶的高聚物称为结晶性高聚物,但由于条件所限(比如淬火),结晶性高聚物可能还不是结晶高聚物,而是非晶高聚物,但在一定条件下它可以形成结晶高聚物。
高分子结晶总是不完全的,因而结晶高分子实际上只是半结晶聚合物(semi-crystalline polymer)。用结晶度来描述这种状态,其定义是:
结晶度和结晶尺寸均对高聚物的性能有着重要的影响。
(1)力学性能:
结晶使塑料变脆(冲击强度下降),但使橡胶的抗张强度提高。
(2)光学性能
结晶使高聚物不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。
减小球晶尺寸到一定程度,不仅提高了强度(减小了晶间缺陷)而且提高了透明性(当尺寸小于光波长时不会产生散射)。
(3)热性能
结晶使塑料的使用温度从 提高到 。
(4)耐溶剂性、渗透性等得到提高,因为结晶分子排列紧密。
淬火或添加成核剂能减小球晶尺寸,而退火用于增加结晶度,提高结晶完善程度和消除内应力。 高分子液晶(liquid crystal)态是在熔融态或溶液状态下所形成的有序流体的总称,这种状态是介于液态和结晶态的中间状态。
(1)按分子排列方式分为近晶型、向列型和胆甾型,它们存在一维至二维的有序结构。
(2)按生成方式分为热致性液晶和溶致性液晶,前者通过加热在一定温度范围内(从Tm到清亮点)得到有序熔体,后者在纯物质中不存在液晶相,只有在高于一定浓度的溶液中才能得到。
(3)按介芯片在分子链中的位置可分为主链型液晶和侧链型液晶。液晶有特殊的黏度性质,在高浓度下仍有低黏度,利用这种性质进行“液晶纺丝”,不仅极大改善了纺丝工艺,而且其产品具有超高强度和超高模量,最着名的是称为凯夫拉(kevlar)纤维的芳香尼龙。
高分子侧链液晶的电光效应还用于显示。 实际高分子材料常是多组份高分子体系或复合材料,这里只讨论高分子与高分子的混合物,通称共混高聚物(polyblend or blend),它们是通过物理方法将不同品种高分子掺混在一起的产物,由于共混高聚物与合金有许多相似之处,也被人形象地称为“高分子合金”。
共混的目的是为了取长补短,改善性能,最典型的用橡胶共混改性塑料的例子是高抗冲聚苯乙烯和ABS(有共混型或接枝型)。
高分子混合物很难达到分子水平的混合,因为根据热力学相容的条件。
Ⅸ 晶体有哪些物理性质
1、自限性:晶体具有自发形成几何多面体形态的性质,这种性质成为自限性.
2、均一性和异向性:因为晶体是具有格子构造的固体,同一晶体的各个部分质点分布是相同的,所以同一晶体的各个部分的性质是相同的,此即晶体的均一性;同一晶体格子中,在不同的方向上质点的排列一般是不相同的,晶体的性质也随方向的不同而有所差异,此即晶体的异向性.
3、最小内能与稳定性:晶体与同种物质的非晶体、液体、气体比较,具有最小内能.晶体是具有格子构造的固体,其内部质点作规律排列.这种规律排列的质点是质点间的引力与斥力达到平衡,使晶体的各个部分处于位能最低的结果.