产品文章 当前位置：首页>产品文章>晶体日记（六）：一颗怕冷的晶体

晶体日记（六）：一颗怕冷的晶体

发布：束蕴仪器（上海）有限公司

浏览次数：2

低温环境下测单晶

现在不同于以前，液氮低温下测单晶，在很多时候都是标配。因为在液氮低温的Freeze下，很多脆弱的晶体才能变得稳定，安静地待在那里经受X射线的照射，让我们能够采集到数据。即便是稳定的晶体，使用低温收集数据，原子的热振动降低，不仅衍射能力增强，很多时候还能避免后续一些结构精修的烦恼，比如无序。在液氮几乎白菜价的现在，我们巴不得每个晶体都在低温下享受一下速冻。

But，如果盲目的认为低温收数据就一定好，如同很多单晶科学里传的似乎板上钉钉的谣传一样，那你也许会错过很多科学发现，甚至“抱憾终生“。有人抗热，有人抗冷。晶体也是一样，并不是所有的晶体都适合承受液氮的寒冷，也许冻住了就变身了。

我相信很多同学都遇到过类似的情况，晶体长的很漂亮，但是低温下测试都没有什么衍射。我们通常会认为这是由于晶体内部的结构堆积的周期性太差，徒有其表。很少有人去怀疑晶体在低温下会挂掉。当然这种情况并不常见。

实验发现

去年的时候做了一个非常有意思的晶体，虽然这是一个美丽的失误，但是却发现了更很有意思的事情。显微镜下这个晶体长得晶莹剔透，像极了一块块冰糖（为什么不是宝石，自己脑补…）。晶体起初被认为是一颗超分子的晶体，然而初始的衍射图却有些让人不解。虽然晶体的衍射能力很强，但是衍射点的排列却有些让人无语，完全不像是单晶的样子，也不应该是一个超分子的晶体所具有的晶胞大小的衍射图。

问题一：是什么？

衍射图如此，也就没有什么希望得到准确的晶胞参数，更没有必要继续做下去。几乎可以断定的是这不会是目标的超分子晶体，但是总有人诡辩说”万一”呢？好吧，实际上是强烈的好奇心在驱使着我去一探究竟。这到底是什么，又究竟是为什么会发生这种现象。

实际上这个问题并不难解决，因为晶体在显微镜下是晶莹剔透的“冰糖”，而在上样之后就没那么透彻了，变得朦朦胧胧。对于一颗这么好看的晶体来说，这显然是发生了什么。于是步骤一操作，关掉低温。此时晶体仍然保持着透明的状态，衍射图变得异常的清晰起来，这个一定是一颗salt crystal。至于为什么，请初学者自行补课。

▲图1 低温和室温的不同衍射图
我们很顺利的定出了晶胞参数，一颗立方F晶系的盐。至于是什么，APEX4 会给出大致的答案。

▲图2 Determine Unit Cell and Search
作为晶体中，可能会加入的抗衡离子，KPF6（六氟磷酸钾）是那么的突出。知道了元素，结构解析，也就顺利地确定这个晶体是KPF6，

▲图 3 KPF6 的结构
那么这里问题一就基本解决了。
2

问题二：发生了什么？

第二个问题则是更感兴趣的问题，低温下KPF6发生了什么。这时候的单晶的技术就无能为力了，混乱的衍射图，无从下手。但是单晶玩不成，可以玩粉末呀。于是拿出另一块玻璃片，“轻轻”地压下去。“冰糖”轻松变成了糖粉，放到D8 VENTURE衍射仪上，设置变温的程序。很快我们就得到不同温度下的粉末图谱。

▲图4 In-situ variable temperature Powder diffraction on D8VENTURE
显而易见，晶体并不是被冻碎了，而是整个物相都发生了变化。随着温度的降低，晶体经历了三种不同的物相。在DIFFRACT.EVA 中可以轻松地分析得到可能的物相。但是有意思的是对于KPF6的物相和相变温度一直以来却有着争论。关于KPF6的相变，可以检索到很多文章：

咦？我是不是错过了什么…..

2022-03-25

本文链接：https://www.yiqi.com/zt9828/article_46424.html

收藏(0) 赞(0) 踩(0)

上一篇：晶体日记（七）-隐蔽的角落
下一篇：晶体日记（五）- 无序还是有序