[科普中国]-化学结晶

晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法[2]。此法适用于温度升高，溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无晶体出现；每到冬季，气温降低，石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体，常使用缓慢降低温度，减慢结晶速率的方法。

人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象，但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动。通过改变温度或减少溶剂的办法，可以使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于溶解的速率，这样溶质便会从溶液中结晶析出。

晶体的形成可以分为两类，第一种类型的晶体由阳离子和阴离子组成，也被称为盐类，如醋酸钠。第二种晶体是由无电荷的物种组成的，例如薄荷醇。

晶体的形成可以通过各种方法来实现，如:冷却、蒸发、添加第二种溶剂来降低溶质的溶解度(被称为反溶剂或被困的技术)、溶剂分层、升华、改变阳离子或阴离子，以及其他方法。1

结晶常用方法蒸发结晶蒸发结晶是指将溶液中的溶剂通过升温的方式让溶剂脱离溶质的过程，是溶质聚合变为固体(晶体)的过程。加热蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。

冷却结晶冷却结晶是给饱和溶液结晶的一种方法。实质上就是通过降低温度的方法使溶质从溶液中以晶体的形式析出来(适用于溶解度随温度的升高而明显增大的物质)。一般就是指把在温度比较高的情况下饱和的溶液将其温度降低,使其析出晶体的过程.。

重结晶重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。又称再结晶。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。重结晶的效果与溶剂选择大有关系，最好选择对主要化合物是可溶性的，对杂质是微溶或不溶的溶剂，滤去杂质后，将溶液浓缩、冷却，即得纯制的物质。混合在一起的两种盐类，如果它们在一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大，例如硝酸钾和氯化钠的混合物，硝酸钾的溶解度随温度上升而急剧增加，而温度升高对氯化钠溶解度影响很小。则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩，首先析出的是氯化钠晶体，除去氯化钠以后的母液在浓缩和冷却后，可得纯硝酸钾。重结晶往往需要进行多次，才能获得较好的纯化效果。

重结晶获得的分离出来溶解度大的溶液可能是杂质，也可能使需要的溶质。应用面广泛。

通过结晶聚合物中非晶区的选择性的化学反应，从而提高聚合物结晶度的方法。例如采用降解的方法使非晶区产生断链反应，促进无规或具有某种程度有序性的分子链得以重排，增加有序性，从而提高结晶度。2

结晶化学研究晶体的结构与其化学组成和性质问的关系和规律的一门化学。主要包括有目的地积累晶体结构的材料，并运用这些材料，配合其他数据，来阐明和解决有关的化学问题。深入揭露晶体内在关系，从而充分掌握规律，达到制备具有指定性能的晶体物质如半导体等。在科学研究和工业生产上具有重要的意义。3