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无机化学的今天和明天市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件.ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考,不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考,不能作为科学依据。本资料仅供参考,不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考,不能作为科学依据。,无机化学,今天和明天,一 无机化学沿革,三 当代无机化学发展特点,二 无机化学发展现实状况和,未来发展可能方向,1/47,一 无机化学沿革,最初化学就是,无机化学;,为研究能左右无机物和有机物性质和反应普通规律,产生了新化学分支,物理化学,(物理化学通常是以1887年德国出版物理化学学报杂志为其标志);,在这个时期无机化学家贡献是:,这个时期是无机化学建立和发

2、展时期。,2 合成已知元素新化合物,3 确立了原子量氧单位,4 门捷列夫提出了元素周期表,5 维尔纳提出了配位学说,1 发觉新元素,1828年武勒由氰酸铵制得尿素,NH,4,OCN NH,2,CONH,2,动摇了有机物只是生命体产物观点,有机化学,应运而生;,2/47,大约在19到第二次世界大战期间,同突飞猛进有机化学相比,无机化学进展却是很迟缓。无机化学家在这段时期没有重大建树,缺乏全局性工作,无机化学研究显得冷冷清清。,当初出版无机化学大全或教科书,几乎都是无机化学试验资料库,是纯粹描述性无机化学。,在无机化学专业教育和培养方面也很微弱,在当初化学系学生教学计划中,只在大学一年级开设无机化

3、学,缺乏必要循环,也无再提升机会。教师在讲台上无奈何只能“存在、制备、性质、用途”千篇一律,学生学起来枯燥乏味,认为“无机化学”就是“无理化学”,多不感到兴趣,因而有志于无机化学人是寥寥无几。,这个时期,是无机化学处于门庭冷落萧条时期。,3/47,第二次世界大战中美国曼哈顿工程(,原子能计划,*,)极大地 “,催化,”了,无机化学发展,使无机化学,步入了,所谓“,复兴,”,时期,。,*,原子能计划是一项综合性工程,它包括到物理学和化学各个领域,尤其向无机化学提出了更多课题:,原子反应堆建立,促进了含有特殊性能新无机材料合成研究;,同位素工厂建设,促进了各种当代分析、分离方法发展;,伴随原子能计

4、划实施,以及量子力学和物理测试伎俩在无机化学中应用,使得无机化学在理论(如周期系理论、原子分子理论、配位化学理论、无机化学热力学、无机反应动力学)上也渐趋成熟。,各种粒子加速器建造,推进了超铀元素合成;,4/47,战后和平时期中伴随工农业生产飞跃发展,无机化学不但在原有天地中长进,而且还不停渗透到其它各种学科而产生了新边缘学科,如:,自战后至今,无机化学已从停滞萧条时期步入了一个“柳暗花明又一村”黄金时期。,有机金属化合物化学,无机固体化学,物理无机化学,生物无机化学和无机生物化学,5/47,二,无机化学发展现实状况和未,来发展可能方向,1 有机金属化合物化学,当代无机化学中第一个活跃领域:,

5、1827年就制得了第一个有机金属化合物,Zeise盐,:,K,2,PtCl,4,+,C,2,H,4,KPt(C,2,H,4,)Cl,3,KCl,6/47,1952年二茂铁结构被测定,;,近三,、,四十年本事域发展十分快速:,有6人因在本事域内贡献而获诺贝尔奖金。,发觉了很多新反应;,金属有机化学发展造成了各种有机合成新方法建立;,使人们对催化过程有了深入了解。,制备了许多新化合物;,7/47,ZieglerNatta 催化剂是一个烷基铝和三氯化钛固体混合物,可在低压下生产聚乙烯和聚丙烯,其作用机制被认为是乙烯或丙烯聚合时链增加顺位插入机制,增加中链与单体分子往复于两个顺式配位之间(这个机制让人

6、联想到一台在分子水平上起作用纺车)。,如:Ziegler和Natta因发觉烯烃立体有择催化而分享了1963年诺贝尔化学奖。,8/47,以丙烯在Ziegler Natta 催化剂作用下聚合生成聚丙烯反应为例:,这一聚合反应主要特点是因为受到配位在 Ti离子上R和Cl,配体空间位阻影响,使得丙烯配位和烷基迁移只能以一定方式进行,从而得到立体定向聚合物。,首先是在TiCl,3,晶体中Ti原子上产生配位空位;,丙烯分子在Ti原子空位上配位,形成一个四中心过渡态,烷基迁移到丙烯上,得到一个新Ti烷基配合物。在Ti离子重新出现空位上再被丙烯分子配位,接着又进行烷基迁移,如此循环不停,最终得到聚丙烯。,9/

7、47,Wilkinson和Fisher,因为在环戊二烯基金属化合物即所谓,夹心化合物,研究方面作出 出色贡献而荣获了1973年诺贝尔化学奖。,夹心化合物是一类结构特殊化合物,其中心金属原子位于两个环之间,且与两个环上碳原子等距离。被戏称为“,三明治,”化合物(,Sandwich Compound,)。研究表明,金属离子与环经过强 大,键进行结合。这类化合物是富电子,能发生许多亲电子取代反应。,现已合成出几乎全部过渡金属环戊二烯基化合物及与环戊二烯基化合物 类似二苯铬,和二环辛四烯基铀等。,二茂铁,二苯铬,二环辛四烯基铀,10/47,依赖物理测试伎俩已经能定量地搞清楚配合物结构细节,结构,:,2

8、 配位化学,成键理论,:,1893年维尔纳提出主价和副价理论,1930年鲍林提出价键理论,利用晶体场配位场理论、MO,理论能够对配合物形成、配合物整体电子结构怎样决定配合物磁学、光谱学性质等理论问题作出说明。,1929年Bethe提出,晶体场理论,对,晶体场理论修正是配位场理论,1935年Van Vleck用,MO,理论处理了配合物化学键问题,本世纪50、60年代,无机化学最活跃领域是配位化学,:,11/47,配合物形成和转化动力学知识也取得了快速发展。,利用经尤其设计配位体去合成某种模型化合物(配合物),用于研究配位反应机理,确定反应类型。,动力学,在维尔纳时代,几个已知羰基化合物被看作化学

9、珍奇。现在,金属羰基化合物及类羰基配位体(如 N,2,、,NO,+,、,PR,3,、,SCN,等)金属化合物研究已发展成为当代化学一个主要分支。,热力学,已能准确测定或计算配合物形成和转化热力学数据。,新型配合物合成,12/47,CH,3,OHCO CH,3,COOH,CH,3,ICO CH,3,COI,CH,3,OHHI CH,3,IH,2,O,CH,3,COIH,2,O CH,3,COOHH,I,O,其反应以下,金属羰基化合物含有优异催化性能,。比如,以前由甲醇和 CO,合成醋酸需要使用高压(650700)10,5,Pa,反应才能进行,当前使用一个铑羰基化合物Rh(CO),2,I,2,作为

10、催化剂能够在低压下使CO“插入”到甲醇中去:,13/47,其中包含了,步氧化加成,,步插入反应,,步还原消除等反应,而Rh氧化态则在+1和+3之间往返改变。,催化机理:,甲醇与碘化氢作用生成碘甲烷;,碘甲烷与Rh(CO),2,I,2,作用生成六配位铑甲基配合物;,甲基移动变为五配位甲酰基配合物;,五配位甲酰基配合物加合CO,变为六配位化合物;,六配位化合物水解生成醋酸和铑六配位氢配合物;,铑六配位氢配合物脱去碘化氢变为Rh(CO),2,I,2,。,14/47,(,),成键,成键,成键,金属羰基化合物以及类似配合物研究也极大地推进了价键理论发展;(,),协同成键方式丰富了配位成键理论宝库,;,1

11、5/47,N,2,分子与CO是等电子体,因为结构上相同性,N,2,也可和过渡金属生成,分子氮配合物,:,N,2,端基配位,N,2,侧基配位,镍锂双核N,2,配合物,配合物中N,2,可加合质子并被还原为氨或肼:如,HCl,/,CH,3,OH 60,HCl,/Et,2,O 60,NH,3,N,2,N,2,H,2,N,2,Ti(Cp),2,N,2,16/47,从表可看出:,当N,2,配位形成双氮配合物后,NN键长都略有增加(最大增加25 pm),伸缩振动频率,NN,都有所减小(降低100500 cm,1,),表明NN键强度有一定程度减弱,氮分子得到不一样程度活化,为双氮配合物深入反应创造了有利条件。

12、,17/47,稀土荧光材料合成,从两个方面入手进行深入研究:,变侧链吸电子基团为给电子基团,增加侧链羰基配位性能,变羰基为硫羰基合成异金属核配合物,功效配位化合物研究,(本课题组),二酮稀土配合物,Ln(ClCH,2,COAP),3,(H,2,O),4,(ClO,4,),3,4H,2,O,安替比啉(AP)氯代乙酰氯 氯代乙酰安替比啉,18/47,磁性材料在促进社会科技发展中有着主要地位总要提到我国最早依据物质磁性而创造指南针伟大创举。在当代社会生活实际中也得到广泛应用。如工业上磁力机械,磁屏蔽和电磁吸收、扬声器、电话通讯、马达、高科技中磁开关、敏感器件、信息储存、磁碟或磁带、智能磁性材料等。,

13、人们熟知磁体大都为以原子或含有 d 或 f 轨道过渡金属为基础磁体。它们大都是用高温冶炼方法制备无机物质。,近年来发展了一类分子磁体。它们是以顺磁性分子作为基块按某种有序方式使分子自旋在空间排列磁体。是经过有机金属或配位金属化学低温合成方法制得。,和通常磁铁相比,分子磁体特点是:,易于用化学方法对分子进行修饰和剪裁而改变其磁性;,能够将磁性和其它机械、光、电等特征相结合;,能够用低温方法进行合成。,这些特点使它们尤其适合用于未来作光电子器件。,分子磁体研究,19/47,经典磁性质表现在对磁铁吸引或排斥上。其实质是包括到相邻原子或分子中电子自旋偶合作用。,从量子力学来看每个电子自旋都关联一个小磁

14、矩()。,当分子中有二个电子处于同一轨道时(),这一对电子磁矩所产生相反磁场彼此相消,净自旋为零(洪特规则),则该物质是,抗磁性,;当分子中最少有一个轨道含有一个未成正确电子时,则含有净自旋而造成物质磁性,该物质是,顺磁性,。,当含有未成对电子分子形成固体时,分子所表现宏观磁性质(用摩尔磁化率来表示),与各个分子中自旋在空间相互取向后而形成总自旋S相关。这种不一样自旋相互作用使得它们表现出不一样磁性质,尤其表现在它们在外磁场H作用下有不一样响应。通常有以下几个磁化特征:,当,分子间相互离得较远,(当过渡金属离子被体积大配体所配位时,就是这种情况),自旋间偶合能量小于热能,这时行为表达,为顺磁性

15、,。即使配合物分子本身排列是有序,其自旋在磁场中排列也受温度干扰而并非完全有序取向。,其特征是它分子磁化率,m,服从Curie定律,m,C/T(Ng,2,2,/3KT)S(S+1)。,20/47,当,分子间相互靠得很近,,若造成,自旋相互平行,(),这种物质称为,铁磁性偶合,。,相反,当自旋偶合造成,自旋反平行,()时称为,反铁磁,性偶合,。,铁磁性和反铁磁性偶合分子磁化率,m,通常都服从Curie,Weiss定律,m,C/(T)。其区分是铁磁性物质weiss,常数为正值,反铁磁性为负值。,当含有大小不相等自旋 S,1,和 S,2,两个分子相互靠近而形成反铁磁性偶合时,它们自旋不能完全抵消,,

16、表现出相当于,SS,2,S,1,磁性,这种物质称为亚铁磁性。,当邻近自旋取向一致,但在材料不一样区域中指向不一样方向时则称为自旋玻璃(spin g1ass)等。,可见,物质磁性质是各种多样,研究,分子磁体,物质磁性含有主要理论意义和实际意义,基于此,对分子磁体研究已成了各国学者主攻目标。,21/47,氰根桥联和氧桥联席夫碱配合物多维结构,(1)三核结构 (2)九核结构,单核和双核氧桥联席夫碱配,合物结构,本课题组,设计和合成了一系列氰根和氧桥联席夫碱配位化合物。这类配合物结构各种多样,磁性也具多样性。,22/47,Mn(III)席夫碱与(NEt,4,),3,Fe(CN),6,组装成配合物结构,

17、3,五核结构,23/47,这是一个,3,O桥联三核锰配合物结构及其摩尔顺磁磁化率,m,及有效磁矩,eff,随温度T改变曲线图。可见,m,随T逐步降低而升高,eff,随T逐步降低而下降,m,服从CurieWeiss定律,说明配合物中三个锰离子间存在反铁磁性偶合。,24/47,混合价化合物是在一个化合物中,有一个元素(通常是金属元素)存在着两种不一样价态。近年研究表明,材料光、电、磁等性能及生物体中电子传递往往与混合价亲密相关。,在固态电子课时代,材料功效主要是经过对半导体中电子转移和电子传递控制来实现。对分子电子学来说,最主要则是怎样控制所设计化学结构中电子转移和电子传递。,如,普鲁氏蓝KFe,

18、(),Fe,(),(CN),6,Fe,(),和Fe,(),之间常发生电荷迁移Fe,(),Fe,(),钼蓝中也发生Mo,(),Mo,(),这么情况。,假如用表示金属离子价(电子)离域程度,则:,0时,两种金属处于不一样环境中,不发生混合。不产生金属到金属荷移,配合物性质为不一样价体系叠加;,是不大数值,两种价态环境相差不大,两种金属之间常有桥连配体存在;,值很大,电子有很大离域作用,不一样价金属已完全混合,其间已分不清差异。,混合价化合物研究,25/47,在这个领域课题组开展了以下研究工作:,1 研究了混合价化合物电子转移理论:,2 研究了混合价化合物稳定性及其制备方法:,3 制备了几个双核和三

19、核混合价配合物,测定了它们晶,体结构,研究了它们IR吸收、UV和可见光谱、热分解、循环伏安和磁学等性质。,Systhesis struture and magnetic properties of oxe-centered trinuclear manganese complex Mn,3,O(O,2,C,3,H,7,),6,(C,5,H,5,N),3,ClO,4,Inorganica Chimica Acta,1999,294:109-113,混合价化合物稳定性及制备方法,大学化学,1999,14(5):33-36,混合价化合物价间电子转移研究进展,化学通报,(1):9-15,混合价双核锰配

20、合物(bipy),2,Mn,2,(-O),2,Mn(bipy),2,(ClO,4,),3,合成晶体结构及性能,无机化学学报,16(4):585-589,Systhesis,crystal struture and properties of bi-nuclear man-ganese complex(bipy),2,Mn,2,(-O)(-Ac),2,(H,2,O),2,(ClO,4,),2,Chinese Science Bulletin,45(12):1079-1082,(phen),2,Mn,2,(-O)(-Ac),2,(H,2,O),2,(ClO,4,),2,4H,2,O 双核锰配合物合

21、成、晶体结构及性质,高等学校化学学报,21(6):836-839,26/47,电荷转移型,导电配合物,超分子材料分子设计,最先报道电荷转移型导电配合物超分子是,KCP,:,K,2,Pt(CN),4,Br,0.3,2.3H,2,O,它是个含有铜光泽晶体。,KCP 全部Pt 原子都含有一样非整数氧化态,Pt(CN),4,柱沿着与 Pt(CN),4,平面相垂直方向堆积,Pt d,z,2,轨道交叠形成一维通道,沿堆积方向室温导电率高出垂直方向导电率约10,5,倍。Pt d,z,2,重合而使电子离域化。在配位基团周围存在Br 从d 轨道接收非整数个电子,诱导出,部分充填能带,从而,造成产生高电导性,。,

22、KCP,27/47,新发觉一类电荷转移型配合物在一定条件下展现出超导性:,28/47,1 在改性dmit衍生物为配体配合物中,碘氧化产生电中性配合物Ni(C,5,S,9,),2,室温电导率较之dmit配合物有一定程度提升。,这种非线性关系含有非常主要意义。,2,新发觉,在新型多硫1,3-二硫杂戊烯衍生物阴离子Ni(L),2,n-,配合物中,阳离子大小和形状会影响阴离子部分所带电荷n。,IR光谱研究发觉阴离子所带电荷n 等于0、1、2时,配合物,C=C,振动频率与n 呈近似直线关系,而,n为分数时对应,C=C,值偏离这条直线。展现非线性关系。,试验发觉这种,非整数化合价配合物表现出良好导电性,。

23、,在此领域本课题组一系列工作发觉了两个十分主要结果:,29/47,3,金属原子簇化合物化学,1946年发觉了Mo,6,和Ta,6,簇状结构,1963,年发觉ReCl,12,3,含有三角形Re,3,簇结构,ReRe之间存在多重键。,Mo,6,Cl,6,4,Ta,6,Cl,12,2,Re,3,Cl,12,3,30/47,金属原子簇化合物大都含有优良催化性能,;,有还含有特殊电学和磁学性质,;,如,PbMo,6,S,8,在强磁场中是良好超导体,;,一些含硫有机配体簇合物有特殊生物活性,是研究铁硫蛋白和固氮酶模型物,;,金属原子簇化合物中化学键又有其特殊性,;,研究表明金属不但能够同配位体而且也能同金

24、属原子成键。,研究,金属原子簇化合物,有重大理论意义和实际意义,。,31/47,4 生物无机化学,金属离子在生命过程中饰演着主要角色:,如,在血红素、维生素B,12,、,辅酶、细胞色素C、几十种之多金属酶和蓝铜蛋白质等中Fe、Co、Cu 等许多过渡金属离子在各种生命过程中起着关键性作用。,生物无机化学是最近十几年才发展起来一门无机化学与生物化学之间边缘学科,是最近自然科学中十分活跃领域,其研究范围很广,包含:,应用无机化学理论原理和试验方法硕士物体中无机金属离子行为,说明金属离子和生物大分子形成配合物结构与生物功效关系;,研究怎样应用这些原理和规律为人类利益服务,。,32/47,又如,核糖核苷

25、酸还原酶、甲烷单加氧酶、紫色酸性磷酸酶及最近发觉催化硬脂酸转化为油酸脱氢酶等均为主要非血红素铁蛋白。,而各种锰酶(绿色植物光系统,中氧释放配合物、含锰过氧化氢酶,、,含锰超氧化物歧化酶,、,含锰核糖核苷酸还原酶等)在生物,催化行为中发挥着主要作用。,铁蛋白质活性中心普通都为氧桥联双核铁结构。而,锰酶多为由桥配体连接锰双核或多核配合物,其桥配体主要是O,2,、,RCOO,及RO,离子,它们以各种形式(,2,3,)形成单桥,、,双,桥,及三桥配合物。,本课题组,模拟合成了各种不一样氧化态氧桥联双核铁配合物;不一样类型配体不一样氧化态,双核及多核锰,配合物。研究了它们结构、光谱、磁性能等,在,说明金

26、属离子和生物大分子形成配合物结构与生物功效关系、,揭示生物体中金属酶催化氧化还原过程作了一点工作。,下面示出其中三种:,33/47,三核锰,配合物,其中有一个,3,O,氧桥联双核,铁配合物,双核锰,配合物,34/47,值得一提是无机生物固氮,现在知道,固氮酶,是由铁蛋白和钼铁蛋白组成。在这些蛋白中,Fe、S、Mo 都是功效元素。经过模型化合物研究发觉:,Fe、Mo蛋白,结构是由组成为 MFe,3,S,3,两个开口“网斗”口对口地被三个S原子相桥联,。,附图中上半部那个MFe,3,S,3,(口朝下)M为Fe原子,而下半部那个MFe,3,S,3,(口朝上),M则为Mo原子。结构中存在一个由6个配位

27、不饱和Fe 原子组成三棱柱体,Rees等认为,N,2,分子是在三棱柱体空腔中与 Fe原子形成六联N,2,桥物种而活化并被还原。,图中Y在最先 报道中是个未知配位体,现在则认为也是S原子。,35/47,5 无机固体化学,比如,超导材料,研究离不开无机化学。,19Onnes发觉Hg在4.2K,温度下含有零电阻特征;,1986年Bednory,和Muller,发觉,镧、钡、铜混合氧化物在35K 显示超导性;,这一发觉开辟了陶瓷超导研究新路,,造成他们取得了1987年诺贝尔物理学奖。,从l911年开始算起75年中,将临界温度逐步提升到23K(平均每提升3K)。,无机化学与作为当代文明三大支柱(材料、能

28、源、信息)之一,材料有亲密关系,无机固体化学在材料科学研究中占有主要地位。,36/47,YBa,2,Cu,3,O,7x,属于有“缺点”钙钛矿型结构,钙铁矿结构中Ca位置被Cu所占据,而Ti位置换成了Ba和Y,结构中一些氧原子从本应出现位置上消失。正是这种,“缺点”结构使其含有超导性,。,1988年,朱经武,和,吴茂昆,发觉类似混合氧化物“,一、二、三,”化合物(,YBa,2,Cu,3,O,7x,x0.1,)在95K,显示超导性。,37/47,6 非金属化学,非金属无机化学中最突出几个领域,稀有气体化学,硼烷化学,富勒烯化学,1962年,加拿大化学家Bartlett首次将强氧化剂PtF,6,与气

29、体Xe混合,两种气体立刻发生反应,生成XePtF,6,和,XeFPtF,6,。今后化学家们又相继制备出XeF,4,、XeF,2,、XeF,6,、XeO,3,和XeO,4,等。,巴利特发觉对同一领域和相近领域研究工作产生了巨大影响。,稀有气体氟化物作为新氟化试剂还使化学家得以制备一些新型化合物和原先不曾制得高氧化态物种。,稀有气体化学,发觉一开始就,与氟化学相联络,,它发展又,成为发展氟化学驱动力,。,38/47,NaBr0,3,+XeF,2,+H,2,O NaBrO,4,+2HF+Xe,比如,多年来就熟悉ClO,4,和IO,4,化合物,未能制得对应含BrO,4,物种事实令无机化学讲课教师和学生

30、深感迷惑,依据周期表判断该物种理应是存在。这一多年迷惑在1968年底于得到了处理,第一次制得该化合物时用作氧化剂就是稀有气体氟化物XeF,2,:,XeF,n,作为强氧化剂和氟化剂,在有机合成等方面得到实际应用。XeO,3,氧化性用于铀、钚和镎裂变同位素分离;还可用作微型炸药。可用Na,4,XeO,6,8H,2,O很低溶度来定量测定Na。还有报道说,氟化氙可用作聚合引发剂和交联试剂,又可用作优质激光材料等等。,39/47,迄今制得多为Xe化合物。Kr化合物制备就比较困难,当前只知KrF,2,和KrF,4,;,更小稀有气体(He、Ne、Ar)化合物至今还未制备成功。,Rn化合物似乎应该较易制得,假

31、如能制备成功,就有可能用化学方法去检验和除去矿井中Rn气,也可用于消除民用住房中Rn气,使人们免遭超剂量放射线伤害。,硼氢化物,在1879年即已发觉,经本世纪初德国Stock 20余年研究已制备并判定出B,2,H,6,、B,4,H,10,、B,5,H,9,、B,5,H,11,、B,6,H,10,和B,10,H,14,等硼氢化合物以及他们衍生物。,40/47,本世纪50、60年代以来,因为航天事业飞速发展,硼烷曾被指望用来作为火箭燃料(基于硼烷与氧反应发出大量热)。这种愿望推进着硼烷制备和合成工艺发展,同时也促进了,硼烷化学,基础研究工作。1957年,美国化学家,Lipscomb,经过对各种硼烷

32、结构系统研究,提出了在这些缺电子化合物中存在着,三中心二电子,共价键,多中心键,假设,并总结了各种硼烷组成多面体结构规律,他这一出色工作赢得了1976年诺贝尔化学奖。,41/47,近年来,美英科学家对碳元素第三种同素,异形体C,60,研究取得了主要进展。,C,60,是一个由60个碳原子组成分子。每个碳,原子以sp,2.28,杂化方式与相邻碳原子成键,剩下,p 轨道在C,60,球壳外围和内,腔形成球面大,键,,,组成一个由12个五元环和20个六元环组成直径为0.7nm靠近球面体32面体结构,恰似英国足球,含有高度美学对称性。具这种结构C,60,分子,表现出许多奇特功效,如分子尤其稳定,能够抗辐射

33、、抗化学腐蚀,尤其轻易接收和放出电子。,因为C,60,是一个直径为0.7nm空心,球,,其内腔能够容纳直径为O.5nm其它原子。已经证实,富勒烯笼中能够包含单个离子,如K、Na、Cs、La、Ca、Ba、Sr和O等,生成富勒烯包合物M,n,C,60,。比如,掺钾K,3,C,60,在255,是一个超导体。,除了C,60,以外,含有这种封闭笼状,结构还有C,26,、C,32,、C,52,、C,90,等等。,1986年Curt、Kroto、和Smalley因,在C,60,研究中贡献而被授予诺贝尔化学奖。,42/47,三 当代无机化学发展特点,已经进入到了当代发展阶段当代无机化学含有以下三个特点:,1

34、从宏观到微观,当代无机化学进入到物质内部层次研究阶段,也即进入了微观水平研究阶段。现在不只研究无机化合物宏观性质,而且更重视物质微观结构研究即原子、分子内部结构尤其是原子、分子中电子行为和运动规律研究,从而建立了以当代化学键理论为基础化学结构理论体系。,当代无机化学是现有翔实试验资料又有坚实理论基础完全科学。,43/47,当代无机化学尤其是结构无机化学已普遍应用线性代数、群论、矢量分析、拓扑学、数学物理等当代数学理论和方法了。而且应用电子计算机进行科学计算,对许多反应结构信息及物理化学性能物理量进行数学处理。这种数学计算又与高灵敏度、高准确度和多功效定量试验测定方法相结合,使对无机化合物性质和

35、结构研究到达了准确定量水平。,2 从定性描述向定量化方向发展,44/47,3,既分化又综合,出现许多边缘学科,当代无机化学首先是加速分化,另首先却又是各分支学科之间相互综合、相互渗透,形成了许多新兴边缘学科。,另外还有,物理无机化学,;,无机高分子化学,;,地球化学,;,等等。,无机化学与有机化学结合产生了,有机金属化合物化学,;,生物化学与无机化学(尤其是配位化学)结合产生了,生物无机化学,;,固体物理与无机化学结合产生了,无机固体化学,;,45/47,总之,当代无机化学现有理论又有事实,它把最新量子力学成就作为自己阐述元素和化合物性质理论基础,也力图用热力学、动力学知识去揭示无机反应方向和

36、历程。无机化学家不是单纯地提供试验结果而是也在不遗余力地进行理论探索。他们擅长于试验合成,也胜任于对自己试验发觉作出理论说明。无机化学涉猎范围很宽,周期表中,100各种,元素以及除烃和烃衍生物以外全部化合物都是无机化学研究对象。所以,无机化学,研究任务异常繁重,但同时也说明它是一门丰富多彩含有没有限发展前途学科。,46/47,无机化学己经走过了发展、萧条、复兴、再发展漫长道路。当前国家当代化建设事业对无机化学发展提出了更高要求,我们相信,无机化学这一既古老又年青学科,在我国化学工作者努力下,一定能取得更大发展,一定能在国家四化建设中作出主要贡献。,参 考 文 献,1 唐宗薰等,中级无机化学,1993,2 戴安邦,大学化学,3(1),1988,3 F.Basolo,大学化学,3(5),1988,4 K.F.珀塞尔,J.C.,科茨,无机化学,潘品三等译,5 F.A.Cotton,Transition Metal Chemistry,Ed.By A Muller and E.Diemann,Varlag Chemie(1981),47/47,

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