化学晶体学与晶体工程

彩色材料目前广泛应用于各种技术应用中，然而，了解材料的效果和调节获得的颜色的可能性仍然是一个挑战。本文对紫脲酪胺（伪）多晶型中的溶剂变色效应和晶体变色效应进行了实验和理论相结合的研究。这种有机材料表现出与宽颜色变化（从黄色到深紫色）相关的大溶剂变色位移（约192 nm）。紫尿酸酪胺从水中作为溶剂化物结晶为形式（I）的红色晶体，从甲醇溶液中结晶为未焙烧形式[（II）的紫色晶体]。当加热时，形状（I）会经历两次与晶体颜色变化相关的晶体到晶体的相变。（II）晶体显示出极端双折射（约0.46）和高折射率（nγ高于1.90），这可能与离子生成偶极矩的择优取向有关。通过对光学效应（紫外-可见光谱）和理论计算（QTAIM、原子极化率和键极化率）的检查，可以描述所研究材料的颜色来源。

在此，通过研究一系列α，ω-烷二羧酸[HOOC-（CH2）]之间的关系和区别，揭示了构象多态性的成核途径n−2–COOH，命名为DAn，其中n=固态和溶液中的5、7、9、11、13、15]。除DA5外，它们的多态性结果显示出溶剂依赖性：具有构象I的形式I从具有氢键供体（HBD）能力的溶剂中结晶，而具有构象II的形式II优先从没有HBD能力的溶剂结晶。相反，DA5的II型在所使用的任何溶剂中都不结晶。量子力学计算表明，溶剂和生成的多晶产物之间没有直接的构象联系。令人惊讶的是，傅里叶变换红外光谱在非HBD溶剂中发现了溶质聚集体，而在HBD溶剂里只能检测到单体，这表明溶剂化作用更强。此外，还发现包括DA5在内的所有六种化合物在溶液中遵循相同的模式。此外，晶体填充效率计算和稳定性测试表明，DA5的二晶型比其他二晶型具有更大的稳定性差异。这表明构象II到I的重排不受HBD溶剂中硬脱溶的限制，其中也获得了形式I。在其他系统中，亚稳II是在相同的溶剂中产生的，可能是由于重排受到硬脱溶的限制。在这项工作中，一项比较研究揭示了所提出的成核途径：脱溶困难对重排结果和成核结果有显著影响。

尽管单晶X射线衍射只能直接测量固态，但在理解离子液体（IL）的全离子环境如何影响稀土元素离子的络合方面，它是有用的。在这里，我们研究了离子镧系配合物的晶体结构，作为这方面的案例研究。将二硫代磷酸IL的络合作用与非IL系统进行了比较，在非IL系统中，尽管存在高电荷离子，但晶体结构说明了疏水结构域的形成。镧与1,2-二（4-吡啶基）乙烯配合物的晶体结构说明了全离子系统中的一个大的中性配体如何中断离子堆积，导致非配位配体包含在外配位球中。由分立的铽和钍络合物离子组成的盐的晶体结构说明了在完全离子环境中，两个金属离子不需要直接桥接配体，而是可以通过非共价相互作用完全连接。由于离子液体是全离子系统，因此可以在离子液体中稀土元素行为的背景下解释这些效应。