福泽人类的化学“表面文章”——2007年诺贝尔化学奖成果解读

．
福人 泽类
；
；式 ；
．
．
— —
中 的 反 应 设 计 成 原 电池 请 画 出 原 电池 ； 的 装 置 图 标 出 正 负 极 并 写 出 电极 反 应 式
( 2 ) 若将 ( 1 )
，
． 、
的学 化
“
，
．
； 3 N j ( g ) + 3 H 2 ( g )；
=
—
1
2 N H 3 ( g ) ；△H
维普资讯
； 装 置 正 确组 装 在 起 i 2 F e C l 。 可 用 作 催 化 剂 印刷 电路 铜 板 腐 蚀 剂 和 外 伤 止 血
一
．
．
、
i 剂等 ( 1 ) 写 出 F e C l 。 溶 液 腐 蚀 印刷 电 路 铜 板 的 离 子 方 程 i
．
to
达 到平衡
，
t，
面 章 表文
一
”
，
．
-
一
．
．
一
一
．
．
2007年贝化奖呆读 诺尔学成解
湖 It：
-
； 人 盛有 8 to o l L N a O H 溶 液 的 大 试 管 中 片 刻 后 才 有 i 气 泡 产 生 随 后 气 泡增 多 最 终 铝 片 全 部 溶 解 ( 1 ) 绘 制 随 时 间 变 化 产 生 H 2 的 曲线 ( 2 ) 写 出上 述 反 应 的 离 子 方 程 式 ( 3 ) 假设 N a O H 恰 好 反 应 得 到 单 溶 质 的溶 液 刚 7 (填 > < ) 用离子方程 该溶液 中 p H
学 表 面化学 在 上 世 纪 前 半 叶得 到 迅 猛 发 展
．
，
大量 的 项独立
研究成果被广泛应 用 于 涂料 业
．
、
建材
、
冶金
、
能源 等行
一
20
世纪
60
．
年代末 起 表面 化学 开 始成 为
，
的基 础 学 科 埃 特 尔 是 最 早 洞 察 到 表 面 化 学 研 究 巨 大
潜 力 的科 学 家之
法论
( 作 者 单 位 ：北 京 汇 文 中 学)
，
一
，
他不 仅奠 定 了表 面化学 研 究 的方
．
更在诸多实际应 用领域获得 了重要 研 究成果
，
人们早就知道
氮肥 对 于 农业 生 产而 言具有举 足
一
轻重 的作用
．
20
世 纪 初 发展 而 来 的 哈伯 博施 法使得
，
将 大气 中的氮制成 氨成 为 可 能 但 人 们 在 寻 找 制 备 反
，
一
-
92 2
．
kJ
，
m o
l
～
，
i 于 密 闭容 器 中反 应
，
时刻 增大温 度 至 t 2 达 t 。 时刻 使 用 了 催化 剂 使 反应 加 快 气 时刻扩 i 到 新 的平衡 ! 大 了 体 积 使 平衡 发 生 了 移 动 t 。 后 再 次 达 到 平 衡 请 绘 制 ：上 述 变 化 的 V t 曲线 并 判 断 N }{3 含 量 最 高 的 段 时 间 ； 4 某 同学 进 行 A l 及 A l 。0 3 的性 质 实验 将 小块 铝 片 放
，
一
6 )
臭氧层 破 坏
、
技 术 的产业 化成 为现 实 这 给 人 类 社 会 的农 业 生
，
．
从 臭氧 层 破 坏 的物 质 机 理 角度命题
7)
产 带来 了 巨 大 的经 济效益
导体 材 料 (如 硅 )
、
表 面化 学 甚 至 能解 释 臭 氧 层 破 坏 是与表面 化学相关联 的领域
展
，
．
，
，
“
了扎 扎 实 实 的 表 面 文章
”
．
他不 仅开创 了表 面化学 的
“
方法论
果
．
，
更 造 就 了 许 多 惠 及 人 类 日常 生 活 的 应 用 成
：
皇 家科学 院的新 闻公 报报 道
．
今 年 的化学 奖授 予
一
在表 面 化学方 面 的开创性研 究 这
业 而 言非常重要
，
学科对于 化学工
而且 能够帮助 我们理 解铁 为什 么 会
、生锈Biblioteka 工、燃 料 电 池 如 何 工 作
”
汽 车 里 的催 化 剂 如 何
作
．
物 质 的两 相 之 间 密 切 接 触 的 过 渡 区 称 为 界 面
，
若
其中
一
相 为气体
一
，
这 种 界 面通 常称 为 表 面
．
在相界面
上所发生 的
，
切物理 化学现 象统称为界 面现 象或表
面现 象 而研 究各种表 面现 象实 质 的科 学称 为表 面 化
罐
舭
劳动 可 以 兴 家 淫 逸 可 以 亡 身
，
—
—
．
谚语
维普资讯
爻 尉糊
应 的催 化 剂 方 面 苦 无 收 获 这
．
狡
．
而 埃 特 尔 的研 究 发 现
，
氨
电极 反 应 式 化 学 方 程 式
、
．
的合 成 反 应 在 铁 催 化 剂 表 面 进 行 时 效 率 大 大 提 高 使
一
年
年 埃特尔 出任德 国 马普学会 弗里 茨
，
哈伯
．
研究所所长
目前 他 是 这 家 研 究 所 的 名 誉 教 授
埃特
．
尔是
1988
年 以 后 获 得 诺 贝 尔 化 学 奖 的 首位 德 国人
人 们 常说 少 做表 面 文 章 不 过 德 国科 学 家格 哈
，
．
，
德
埃特尔却在表 面 化学领 域取 得 了杰 出成 就 做 出
叫
，
．
陈世 华
，
，
．
．
．
瑞典皇 家科学 院 化学奖授予 格 哈德
的化学过程
10
”
10
日宣 布
，
，
将
20 0 7
年度诺 贝尔
“
一
，
埃特 尔 以表彰他在
．
固体表面
“
一
”
“
”
“
”
—
—
，
研 究 中取 得 的 成 果
7 1
。
式 表示 原 因 ( 4 ) 若 向反应 后 的 试 管 中逐 滴 加 入 定 浓 度 的盐 酸 开 始 出现 白色 沉 淀 当加 到 定量 后 沉 淀 又 消 失 绘 出加 入 盐 酸 的 体 积 与 沉 淀 的 物 质 的 量 的 变 化 曲线
．
一
他逐 步建立
，
向人 们 展 示 不 同实 验 过 程 产 生
． 一
当天 恰逢 埃 特 尔 的
日生 于 德 国斯 图 加 特
，
岁生 日 他
．
193 6
年
10
月
，
大学 生 涯 在慕 尼 黑 技术 大学
．
一
，
，
度过 并于 从
至
2004
196 5
年获博士 学位
，
．
1973
年开始
埃特尔担任路德 维希
一
马 克西
．
米利安大学 教授及 该校物理 化学研 究所 所 长
，
1986
半导体工 业 也
工 业
可 以结合 电脑
芯 片等载体从 硅 的冶炼 结 构等
、
．
由于 半导体
．
的发
8 ) 汽 车尾 气 处 理
现 代表 面 化学 于 60 年代开 始 出现
格哈德
．
埃特
、
以环保为背景考查 汽车尾 气成分
、
催化剂催化效
-
尔是首批 发 现 新 技术 潜 力 的科 学 家 之
表 面化 学 的研 究方 法