Illustrazione schematica dell'effetto dell'additivo urea su CuSO 4 ·5H 2 O abito di cristallo. Credito:gruppo del Prof. ZHUANG)
L'abito cristallino ha un notevole impatto sulle caratteristiche fisico-chimiche dei cristalli, e comprendere che è significativo per il controllo della funzionalità nei materiali moderni e nell'industria chimica.
In uno studio pubblicato su CrystEngComm , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zhuang Xinxin del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) dell'Accademia cinese delle scienze ha rivelato l'effetto dell'additivo urea sul CuSO 4 ·5H 2 O abito di cristallo.
I ricercatori hanno scoperto che CuSO 4 ·5H 2 O forma un prisma esagonale obliquo, che è distinto dal parallelogramma cresciuto naturalmente. Hanno mostrato che i tassi di crescita di (0 1 -1), (1 -1 -1), (1 -1 0) e (1 1 0) facce di CuSO 4 ·5H 2 O dipendono fortemente dalla concentrazione di urea, e l'additivo ha due effetti opposti che possono essere attribuiti agli impatti combinati del fattore termodinamico e del fattore cinetico.
Per razionalizzare il meccanismo da una prospettiva molecolare, i ricercatori hanno ottenuto le geometrie e le energie di adsorbimento dell'acqua e della molecola di urea su facce specifiche utilizzando calcoli della teoria del funzionale della densità (DFT). I risultati del calcolo DFT hanno indicato che la formazione di H 2 Il legame O-Cu è stato ostacolato dal legame del gruppo carbonilico (C=O) dell'urea agli atomi di Cu, e la significativa distinzione delle energie di adsorbimento dimostra l'adsorbimento preferenziale dell'urea sulla faccia (0 1 -1).
Pochi studi sono stati condotti a questo proposito come la struttura cellulare unitaria di CuSO 4 ·5H 2 O è più sofisticato e può mostrare una maggiore varietà nel processo di adsorbimento rispetto agli studi esistenti. Questo studio presenta un nuovo approccio nel CuSO 4 ·5H 2 O modificazione dell'abito di cristallo, spiega razionalmente il meccanismo da una prospettiva molecolare, ed è strumentale per valutare gli additivi organici con specifici gruppi funzionali sotto la guida di calcoli teorici.