如何用无序晶体结构发Nat. Chem.(无序代表的化学意义)

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如何用无序晶体结构发Nat. Chem.(无序代表的化学意义)

案例来源：Nat.Chem. 2025, DOI[1]: 10.1038/s41557-025-01791-2.

论文中通过如图1所示反应式合成Ce-1（由ChemBioDraw[2]绘制）。（注：Ce-1晶体结构中结晶了0.5个甲苯，所以其实际结构为Ce-1·0.5C7H8（CCDC[3] 2355965），不过因为仅讨论主体结构，故而仅绘制主体结构，Ce-1·0.5C7H8的测试温度为100 K。）

▲图1 Ce-1的合成

Ce-1在固态中温度高于263 K时会转变为Ce-2（CCDC 2355968，Ce-2·0.5C7H8的测试温度为283 K，接近室温），在溶液中则转变回Ce-1，如图2所示。

▲图2 Ce-1和Ce-2之间的相互转化

作者在263 K温度下测试该晶体，收集99分钟的数据处理结果如图3所示（由Olex2[4]呈现），Ce-1和Ce-2两种结构的比例以第一无序组分C34C、C35C和C34A、C35A的占有率来表示，分别为0.921(8)和0.079(8)，将该结果记为初始状态，99分钟的一半49.5作为第一个状态标记点，因此该结果代表第49.5分钟前后共计99分钟的平均结构。

▲图3 第49.5分钟的平均结构（CCDC 2357992）

第215.5分钟的平均结构如图4所示，Ce-1和Ce-2两种结构的比例变为0.880(9)和0.120(9)。

▲图4 第215.5分钟的平均结构（CCDC 2357993）

以此类推，直到测到第20207.5分钟（14天）的平均结构如图5所示，Ce-1和Ce-2两种结构的比例变为0.230(9)和0.770(9)。

▲图5 第20207.5分钟的平均结构（CCDC 2358049）

根据测试结果，绘制了如图6所示Ce-1和Ce-2结构比例变化趋势图，可以看出，在263 K温度下，晶体结构随着时间的推移，Ce-1逐渐减少（表现为无序组分原子C34C和C35C占有率的下降），Ce-2逐渐增加（表现为无序组分原子C34A和C35A占有率的上升）。

▲图6 Ce-1和Ce-2结构比例变化趋势图

两个无序组分单独显示如图7所示。

▲图7 无序组分单独显示结果

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