共晶体

共晶体是由两种或多种不同的分子或离子化合物组成的结晶单相材料的固体，通常以化学计量比组成，既不是溶剂化物也不是简单的盐。 更广泛的定义是共晶由两种或多种成分组成，这些成分形成具有独特性质的独特晶体结构。 存在共晶的几个子分类。

共晶体可以包含多种类型的化合物，包括水合物、溶剂化物和包合物，它们代表了主客体化学的基本原理。 每年都有数百个共结晶的例子被报道。

Friedrich Wöhler 于 1844 年研究了xxx个报道的共晶 quinhydrone。Quinhydrone 是醌和氢醌（古代称为 quinol）的共晶。 他发现这种材料是由各种成分以 1:1 的摩尔比例组合而成。 在接下来的十年中，许多小组对醌氢醌进行了分析，并从卤代醌中制备了几种相关的共晶。

1800 年代末和 1900 年代初发现的许多共晶在 Organische Molekulverbindungen 中有所报道，该书由 Paul Pfeiffer 于 1922 年出版。这本书将共晶分为两类； 由无机：有机成分制成的，以及仅由有机成分制成的。 无机：有机共晶包括与碱金属盐和碱土金属盐、无机酸和卤素共结晶的有机分子，如卤代醌的情况。 大多数有机：有机共晶含有芳香族化合物，其中很大一部分含有二硝基或三硝基芳香族化合物。 含有桉树油（一种不含芳香族基团的化合物）的几种共晶的存在是一项重要发现，它告诉科学家们，pi 堆叠对于共晶的形成不是必需的。

在整个 1900 年代，共晶体不断被发现。 有些是偶然发现的，有些是通过筛选技术发现的。 了解分子间相互作用及其对晶体堆积的影响，可以设计出具有所需物理和化学性质的共晶。 在过去的十年中，人们对共晶研究的兴趣越来越大，这主要是由于在制药行业的应用。

共晶体约占剑桥结构数据库 (CSD) 中存档的晶体结构的 0.5%。 然而，共晶的研究已有 160 多年的悠久历史。 它们已用于许多行业，包括制药、纺织、造纸、化学加工、照相、推进剂和电子。

术语共晶的含义存在分歧。 一个定义指出，共晶是由至少两种成分组成的晶体结构，其中成分可以是原子、离子或分子。 这个定义有时会扩展到指定组件在环境条件下以其纯形式存在。 然而，有人认为这种基于环境相的分离是任意的。 更具包容性的定义是共晶由两种或多种成分组成，这些成分形成具有独特性质的独特晶体结构。 由于该术语的使用有所不同，在给定情况下，溶剂化物和包合物等结构可能会或可能不会被视为共晶。 结晶盐和共晶之间的区别仅在于质子的转移。 质子从晶体中的一种成分转移到另一种成分取决于环境。 出于这个原因，结晶盐和共晶可以被认为是质子转移光谱的两端，其中盐在一端完成了质子转移，而另一端的共晶不存在质子转移。

这些组分通过非共价相互作用相互作用，例如氢键、离子相互作用、范德华相互作用和π-相互作用。 这些相互作用导致共晶晶格能量通常比单个组分的晶体结构更稳定。 分子间的相互作用和由此产生的晶体结构可以产生不同于单个组分特性的物理和化学特性。 这些特性包括熔点、溶解度、化学稳定性和机械特性。 已经观察到一些共晶以多晶型物的形式存在，根据晶体的形式，它们可能显示出不同的物理性质。

从热显微镜接触法确定的相图在共晶检测中很有价值。 由于共结晶时熔点的变化，使得这些相图的构建成为可能。 两种结晶物质沉积在显微镜载玻片的两侧，并依次熔化和重新凝固。 这个过程会在中间形成接触区的每种物质的薄膜。