无机合成化学考点总结

1无机合成化学的内容:1）无机合成化学与反应规律问题2)实验技术与方法问题3)分离问题4）机构鉴定与问题2无机材料合成的思想方法：1开拓新的合成方法2元素的掺杂和置换3突破原有体系4体系杂化5学科交叉3无机合成化学的热点领域：1极端条件合成（模拟宇宙空间条件下高纯度晶体的合成）；2软化学合成和绿色化学合成（温和条件下的合成）；3特种结构无机材料的制备（特殊聚集态，凝聚态，形貌和尺寸控制）；4功能材料的制备（材料的多相复合）；5特殊材料集态材料的制备（溶胶—凝胶路线）6特种功能材料的分子设计（新化合物的制备和发现）；7生物合成（生物体对血红素的合成）8米粉体材料的制备（纳米级半导体材料Cds）4其他的工业制备N2(低温下的分级冷凝)O2（深度冷凝法）Cl20（电解）CO2（热分解）NH3（化学合成）5气体除杂净化的方法：a化学除杂法-最常用的方法，分离提纯反应必须具有特效性，灵敏性，高选择性b气体的分级分离净化（不能用化学除杂的）—该法是基于气体的沸点，蒸汽压等性能不同对气体进行提纯的一种方法：1）低温下的分级冷凝2）低温下的分级蒸发3）应用分馏柱进行分级蒸发4）气体色谱法c吸附分离和净化—性质极其相似而又缺乏特征化学分离方法的混合气体的分离6气体除杂净化的主要对象：a出去液雾和固体颗粒：b干燥1）低温冷阱2）干燥剂c除氧：通常先初除后细除。

初除方法1）让气体通过铜屑，氨水和氨化铵饱和溶液，2）让气体通过灼热的300——400度的铜3）让气体通过焦性没食子酸溶液4）让气体通过蒽醒- -磺酸钠溶液。

细除方法—最好让气体通过活性铜。

d：除氨：各种碱金属，碱土金属及其合金可直接用作N2的吸收剂，Ca和K,Na.Ba或Si的合金在比较低得温度下就能吸收N2，在高温下用钛粉除N2也是有效的方法。

7、溶剂的主要类型：1、按化学基团—水系（水醇，醛酮）、氨系（氨分子、阱），质子溶剂：包括液氨、液态氟化氢、硫酸、“超酸”溶剂）；2：按亲质子性—酸性（卤化氢、发烟硫酸），碱性，两性（水、醇），质子惰性—苯、酚、乙基、环己烷。

CH4（惰性溶剂、偶极质子惰性溶剂、两性溶剂、无水分子溶剂）；3:：按溶质在溶剂中所表现的性质—区分溶剂、拉平溶剂；4：按液态时的结构—分子、离子（导电性好、离解性强）。

8：拉平效应：将各种不同强度的酸或碱拉平到溶剂质子化（在这里是水化质子H3o+）水平的效应。

9：溶剂选择的原则：反应物充分溶解；反应物不与溶剂作用；使副产物最少；易于使产物分离。

溶剂选择应考虑：反应物的性质；生成物的性质；溶剂的性质。

10：纯水制备：1.纯水标准：软化水、脱盐水、纯水、高纯水2.纯水的制备方法：蒸馏、离子交换法、电渗析、反渗透i11：化学气象沉淀法（CVD）：利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生化学反应，生成固态沉积物。

其有热解反应、化学合成反应、化学输送反应三种类型。

、12：CVD的基本要求：1.反应原料是气体或易于挥发成蒸汽的液态或固态物质。

2.反应易于生产所需要的沉淀物而其他副产物保留在气相排除或易于分离，（产物致密、形态完美，生成多组分涂层）3.装置简单，操作较易于控制。

习题：1.化学气相积淀法，在热解反应中，用金属烷基化学物和金属烷氧基化物做源物质时，得到沉淀层分别为什么物质？如何解释？答：近视烷基化合物，其M—C键能小区C—C键，可广泛用于沉积高附着性金属膜；金属烷氧基化物，有趣M—O键能大于C—O键能，所以用于沉积氧化物。

12.什么情况下用低温化学分离法？一两种化合物通过它们的挥发性的差别进行分离不太容易时，用该方法，要点是：通过加入过量的第三种化合物使之同第一种化合物形成不挥发的化合物，这样把挥发性的组分除去后再在不挥发性产物中加入过量第四种化合物，使第四种化合物从不挥发性物质中将源组分置换出来，进而同加入的第三种化合物形成不挥发的化合物，最终达到目的。

用何方法分离O2和CO？低温吸附分离，O2的吸附量随温度下降而增加。

在分级冷凝中如何选择冷阱？对要分离的两种化合物来说，可根据它们的沸点或在0.1MPa 下的升华点来选择冷阱。

简述液氨中的合成反应：1）金属在液氨中的反应：碱金属，碱土金属；2）化合物在液氨中如AlCl3等；3）非金属与液氨反应；4）Na+NH3=NaNH2+1/2/H2。

13，化学输运反应：有一些物质本身在高温下会气化分解然后在沉积反应器稍冷的地方反应沉积生成薄膜、晶体或粉末等形式的产物。

也有的时候原料物质本身不容易发生分解，而需添加另一物质(称为输运剂)来促进输运中间气态产物的生成。

这类输运反应中通常是T2＞T1，即生成气态化合物的反应温度T 2往往比重新反应沉积时的温度T1要高一些。

但是这不是固定不变的。

有时候沉积反应反而发生在较高温度的地方。

（实例要记）14，实验室中常用的几种获得高温的方法：a电阻炉(1)石墨发热体，碳素材料发热体(2)金属发热体(3) 氧化物发热体，碳化硅发热体；b感应炉；c电弧炉。

15，高温测量的主要类型：测量仪表：a接触式：1.膨胀式温度计（液体式，固体式）2.压力表式温度计—（充液体气体蒸汽型）3.热电阻式温度计（铂铜特殊半导体热敏电阻）4.热电偶温度计（铂铑——铂热，镍铬）b非接触式：1.光学高温计2.辐射高温计3.比色高温计。

16.热电偶高温计具有下列优点：1.体积小，重量轻，结构简单，易于装配维护，使用方便。

2.主要作用点是两根线连成的很小的热接点，两根线较细，热惰性很小，有良好的热感度。

3.能直接与被测物体相接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、二氧化碳、蒸气等影响而引起误差，具有较高的准确度，可保证在预期的误差以内。

4.测温范围较广，一般可在室温至2000℃左右之间应用，某些情况其至可达3000℃。

5.测量讯号可远距离传送，并由仪表迅速显示或自动记录，便于集中管理。

17.很多合成反应需要在高温条件进行。

主要的合成反应如下：1.高温下的固相合成反应。

（制陶反应）2.高温下的气—固合成反应。

3.高温下的化学转移反应4.高温熔炼和合金制备。

5.高温下的相变合成。

6.高温熔盐电解。

7.等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成。

8.高温下的单晶生长和区域熔融提纯。

18.低温的获得：通常获得低温的途径有相变制冷，热电制冷，等焓与等熵绝热膨胀等，用绝热去磁等可获得极低温的状态：-100C普冷；<-100C深冷，<4.2K极冷。

19.制冷原理：a等熵冷却是压缩空气通过膨胀机进行绝热膨胀，同时做外功，如果过程可逆，则必为等熵过程；b等焓冷却就是焦耳——汤姆逊节流效应引起的制冷过程c磁冷却。

20.低温分离方法：a低温下的分级冷凝是让一个气体混合物通过不同低温的冷阱，由于气体的沸点不同，就分别冷凝在不同低温的冷阱内，从而达到其分离目的。

（看例子）；b低温下的分级减压蒸发，沸点之差大于80℃；c低温吸附分离，O2吸附量随温度下降增加；d低温化学分离；e低温的冷冻干燥，水去除盐干燥留下。

21，高压的产生方法：a，气压机，气体液化合成（1000atm）；b汽化，水热溶剂热生成（30atm）；C等静压，超硬材料的合成d冲击波，超硬材料的合成；e热分解，类似水热汽化。

22，高压下的相变原因：a结构中阳离子配位数的变化；b阳离子配位数不变而排列变化；c 结构中电子结构的变化和电荷的转移。

23．软化学：在温和条件下进行反应绿色化学：从根本上减少或消除传统工业对环境造成的污染，低排放或零排放。

24.软化学特点：条件温和、易于控制；合成结果是介稳结构或在高温高压下需合成转变的化合物；用于材料复合，纳米材料或聚合物；适用于低熵低焓、低对称性化合物或材料。

25.绿色化学的原则：a防止污染优于污染治理；b源于经济性，设计合成方法应使生产过程中所采用的原料最大限度进入产品；c绿色合成，原料、中间产物、终产物均对人对环境无毒无害，d设计安全化学品，设计时高效少毒，e选用无毒无害的溶剂和助剂；f合理使用和节约能源。

26．低热固相化学反应的规律：1.潜伏期，随时间增长潜伏期变短；2.不存在化学平衡，一旦发生，便可完全进行。

3.拓扑化学控制原理，晶体的形貌控制若反应的惊醒；4.分布反应，制定特定配比的化合物，配位化合物的配位数；5.嵌入平衡。

27. 固相反应与液相反应的差别；1.反应物溶解度的影响；2.常务溶解度的影响；3.热力学状态函数的差别。

4.控制反应的因素的不同。

5.化学平衡的影响。

28.高温高压下水的变化；蒸汽压变高，离子积变高，介电常数升高，便面张丽，粘度降低，密度下降；高温高压下电解质的变化：离子活性增加，又重新结合的趋势。

.29. 高温高压下水热反应具有三个特征：1.使复杂离子间的反应加速；2.使水解反应加剧；3.使其氧化还原电势发生明显变化30. 流变相反应法特点：1.组成负载2.似液非液，似同非同；3.液固并存，有流动性；4.宏观均匀。

例如：C6H4(CO2)2Zn的制备用流变相法容易得到单一晶体的产物；Zn(OC6H4CO2)的制备用流变相法直接得到具有不同结构和良好发光特性的，Zn(OC6H4CO2)的内盐。

课后习题：低温固相反应机理？——扩散——反应——成核——生长。

低温固相反应应用？1.合成化学中应用2.生产中的应用—颜料制造业，制药业，其他应用（如制三聚氰胺）水热合成法的定义？--密闭体系中，在一定温度下，在水的自生压强下，反应混合物进行反应的一种办法，分为低温，低温，高温高压三种。

水热法优点及其应用前景？——a.由于在反应条件下反应物反应性能的改变，火星的提高，水热法有可能替代固相反应以及难以进行的合成反应，并产生一系列的合成方法。

b.由于在水热中间态，介稳态以及特殊物相易于生成，因此能开发合成一系列特种介稳结构，特种凝聚态的新合成产物。

C.能使低熔点化合物，高蒸汽化合物，高温分解相在水热和溶剂热。

D.水热的低温，等压，溶液条件，有利于生成取向好，完美的晶体，且合成产物的结晶度高，易于控制产物晶体力度。

E.由于易于调节水热条件下的环境气氛，孤儿有利于低价态，中价态，特种化合态的生成，并能进行特殊混合。

水热法合成水晶的必然性？一从各种SiO2原料想要得到水晶，有三种方法：一是从水溶液中声场水晶，而SiO2不溶于水，此法不通；二是从熔体中生长晶体，SiO2熔体冷却后一段生成非晶固体—玻璃，故此法也不通。

所以只有采用第三种方法—水热法，刺猬水热法合成水晶的必然性。

水热法基本反应类型？--转晶反应，单晶培养，分解反应，脱水反应。

31 晶体的定义：1.具有规则几何形态多面体的固体。

2.（新定义）具有阵结构的固体，它们的组成点（原子，分子，离子）或基元在空间规则排列，并无限的周期性的重复。

32.晶体的通性：基本性质—自范性，均一性，各向异性。