杂多酸定义及其相关概念.doc

1.多酸的定义；
多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸酐酸化后缩合脱水得到的一类化合物，由同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为同多酸,如焦硫酸H2S2O7，焦磷酸H4P2O7，三聚磷酸H5P3O10等；由不同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为杂多酸，如钨磷酸H3PW12O40和钼磷酸H3PMo12O40等。
2. 杂多酸（盐）具有的特殊性质；
杂多酸（盐）具有许多特殊的性质：组分比较简单，结构确定，兼具配合物和金属氧化物的结构特征。杂多酸（盐）是多电子氧化剂，同时又是强质子酸，其氧化性可通过改变组成的方式来改变，这有利于催化剂设计；许多杂多酸（盐）都溶于水和含氧有机极性溶剂中，其溶液一般比较稳定；固态杂多酸（盐）对热是稳定的，这些性质可是杂多酸（盐）用作均相和多相氧化型催化剂和酸型催化剂或双功能催化剂。
3.杂多阴离子中的杂原子的结构类型
在杂多酸中，杂多阴离子中的杂原子的结构类型有四面体型、八面体型、二十面体型三类。四面体型又有1:12系列的Keggin结构和Dawson结构；八面体型的杂阴离子有1:6系列和1:9系列两个系列；二十面体型的杂阴离子主要是1:12系列。在这几种结构中，Keggin结构的杂多酸（盐）是最容易生成而又被广泛深入研究的杂多化合物，在Keggin结构中杂多阴离子[XM12O40]n-的结构为一级结构，是由12个MO6八面体围绕一个中心XO4四面体所构成.杂多阴离子与反荷阳离子组成二级结构。反荷离子、杂多阴离子和结晶水在三维空间形成三级结构。
4.简述Keggin结构、Dawson结构和Lindqvist结构
Keggin结构
Keggin结构的通式为[XM12O40]n-(X=P，Si，Ge，As…， M=Mo，W)。中心杂原子X以XO4四面体居中，外面是四个 共角相连的M3O12三金属簇，与中心四面体共角相连；每个三金属簇由三个MO6八面体共边组成(图1-1)。具有Keggin结构的多酸阴离子归为1:12系列。若将Keggin结构阴离子去掉一个或三个MO6八面体，可得 左图Keggin结构 到1:11或1:9系列缺位型Keggin阴离子。
Dawson结构
Dawson结构的通式为[X2M18O62]n- 。可看作式两个Keggin结构离子 各去了一个M3O12三金属簇有“极位”和“赤道位”之分。2:18系列多酸化合物的阴离子的结构被称为Daw-son结构。Dawson结构的阴离子也可以去掉一个MO6八面体，形成1:17系列缺位型Dawson结构（左图）。
Vindqvist结构
Lindqvist结构的通式为[M6O19]n-，此种结构是根据 晶体 NaHNb6O19·16H2的结构提出的。由六个MO6八面体 采取紧密的共边方式连接而成。每个MO6八面体都与相邻的四个八面共用四条边，六个MO6八面 体共用中心
Vindqvist结构 氧原子。(左图)。
5.何为“假液相”？
由于杂多酸具有像沸石一样的笼型结构，在反应中，小的极性分子可以被吸附在固体催化剂内部，形成“假液相”体系，所谓“假液相”是指体相内杂多阴离子有一定的空隙，反应分子可以被吸收到体相内部，杂多化合物从坚硬的固体向类似浓溶液那样的柔软结构转变，在体相内，反应分子的扩散，阴离子的重新排列，使反应类似于在溶液中进行一样，即相当于固体与溶液之间的一种浓溶液。
6.简述多酸（盐）的应用（结合文献）。
多酸化学是无机化学中的一个重要研究领域，至今已有一百多年的历史。多酸可应用在药物化学领域、催化领域、功能材料领域。以其用途广、作用明显而成为我们所学的重要学科。