无机化学论文
关于无机化学方面的论文
关于无机化学方面的论文无机化学是化学领域的一个重要组成部分,是以研究无机物为主的化学分支,由于无机化学的研究和学习的方式主要通过实验进行,而化学实验往往伴随着一些不利于环境保护的废弃物的产生。
下面是店铺为大家整理的关于无机化学方面的论文,供大家参考。
关于无机化学方面的论文范文一:无机化学探究式实验教学改革摘要:现代社会需要创新型人才,以探究式进行无机化学实验教学改革,有利于提高学生的自主学习能力,培养学生的创新思维能力和提高学生的综合能力,以满足社会上的人才需求。
关键词:无机化学实验;探究式教学;改革无机化学是高校一年级化学相关专业学生所接触到的第一门专业课,无机化学实验是学习无机化学基本内容和基本理论知识的基础,甚至是学习有机化学、分析化学、物理化学等专业课的进门砖。
化学是一门以实验为基础的学科。
对于学生来说,通过无机化学实验可以激发学生的学习兴趣,实现学习方式由被动学习向主动学习的转变;通过无机化学实验可以培养学生的创新思维能力,实现感知能力和思维能力的结合;通过无机化学实验可以提高学生的综合操作能力,实现理论与实践的结合,具备解决实际生产生活中所遇到问题的能力;通过无机化学实验使学生的全面发展,为以后从事化学及相关领域的工作打下坚实的基础。
近年来,有多名高校工作者提出了关于无机化学实验教学改革的方式方法,李慧泉等提出了研究型无机化学实验教学模式,通过引入问题培养学生的学习兴趣、培养学生的基本实验技能、培养学生的科研实验技能等七个方面构建“科学研究依托无机化学实验教学-无机化学实验教学支持科学研究-科学研究反哺无机化学实验教学”模式以提高无机化学实验教学质量。
陈田将绿色化教学引入到无机化学实验的教学中,从改革实验内容、推广微型化实验、重视三废处理、采用多媒体教学等多个方面探讨了对于无机化学实验改革的途径和建议。
魏少红以无机化学实验教学中存在的实验教材部分内容陈旧、实验教学方式存在的问题为出发点,提出增加设计行实验、倡导绿色化学提倡微实验、适当调整实验顺序、注重对实验中异常显现的分析等无机化学实验教学中的改革建议。
(无机化学专业论文)纳米材料的自下而上与自上而下的对应构建方法及其物性研究
中国科学技术大学博士学位论文纳米材料的自下而上与自上而下的对应构建方法及其物性研究姓名:***申请学位级别:博士专业:无机化学指导教师:***20100420摘要本论文旨在探索利用晶体结构来控制性的构建一些具有特殊尺寸、特殊形貌和图案的高度规则的无机多级微纳结构材料,结合“自上而下”(Top-Down)和“自下而上”(Bottom-Up)的方法,通过反应物和目标产物的结构分析来设计性的可控合成特定纳米材料的特定形貌,这种路线不仅对我们了解纳米材料合成提供了另外一个途径,同时也给理论分析纳米材料的形成本质原因提供了可能的理想指导。
本论文的主要研究内容如下:1. 作者通过利用了晶体结构的自范性和刻蚀机理结合的方法,也就是所谓的“自上而下”(Top-Down)的方法来构建分级制结构的PbSe纳米晶体。
该PbSe 分级制结构形成是碱性诱导下的刻蚀与刚性分子1,10-phen吸附保护竞争的结果。
通过大量的实验优化了反应的动力学因素,使得该结构具有良好的重复性、较高的产率和可操控性,为以后的性质研究提供了保证。
采用“自上而下”(Top-Down)的方法来构建分级制结构的方法,也为其他材料分级制结构的构建提供了思路。
2. 作者首次采用维生素C热解的方法来构筑肾结石成份之一的四方相的水合草酸钙,整个过程中不需要利用机添加剂来调节晶体的生长,该微晶具有规则的四方棱柱形貌,且结晶性好。
并采用“自上而下”(Top-Down)固相制备方法来获得相应四方棱柱状的多孔碳酸钙,并研究了多孔碳酸钙对无机水合盐类相变材料的限域效应。
合成的多孔碳酸钙是无毒且环境友好的,将其应用到无机盐相变领域能够成功地解决无机水合盐相变过程中遇到的常见难题,如相分离和过冷现象.这也表明多孔碳酸钙有可能应用于未来的“智能屋”中。
3. 作者利用晶体生长的各向异性,在外加表面活性剂的条件下,通过“自下而上”(Bottom-Up)的方法实现了一维纳米结构在三维空间的自组装,实现了晶体生长的各向异性和Ostwald熟化机理的完美结合。
无机化学应用及探讨论文(共2篇)
无机化学应用及探讨论文(共2篇)第1篇:多媒体技术在无机化学教学中的应用及探讨无机化学应用作为重要的高等化学基础课程,良好的教学质量对学生而言具有极其重要的意义。
得益于越来越多科学技术应用于教育,当前多样化教学模式和技术已经在众多高校普及,特别是多媒体技术的应用,以其综合处理文字、图像、声音与动画的能力,不仅能让较为抽象的无机化学知识变得生动形象,易于学生理解与学习,同时能够在节约知识板书时间的前提下,有效地提高课堂的教学内容。
如此一来借助于多媒体技术,不但极大程度地提升了无机化学教学效率,同时在创新传统教学模式的前提下有力地推动了教学质量的提升。
虽然多媒体技术应用于无机化学教学具有如此重要的作用,然而一旦教师应用不当将会造成适得其反的效果,因而如何正确地在无机化学教学中应用多媒体技术将是本文探究的重点。
一、提高无机化学多媒体课件制作质量多媒体课件作为实施教学的重要载体,无机化学的教学质量很大程度上取决于其课件的制作质量,因而笔者认为提高无机化学多媒体课件制作质量是广大教师首要任务。
受单张课件篇幅所限,机械地堆砌各种信息到课件中不但会致使课堂教学变得沉闷乏味,同时更会造成无机化学的教学质量因学生找不准重点而降低。
因此,教师在制作多媒体课件过程中必须找准无机化学的教学重点,通过多媒体将抽象难懂的重点内容形象化、图示化,如此一来将会使得教学更具有针对性的情况下,达到最佳的教学效果。
例如在分子轨道多媒体教学中,教师可以在备课阶段利用PowerPoint、ChemOffice、ChemWin等软件,并辅以Flash软件将双原子分子轨道的形成过程以及各分子轨道能级的高低制作成多媒体课件,随后在教学中进行播放;再比如晶体场理论教学中,教师可以就晶体的四面体和八面体场中能级分裂利用上述软件制作成课件,通过这样直观形象的教学使得学生更准确地掌握晶体场的相关知识。
二、加强无机化学多媒体教学中师生互动多媒体教学并非简单的将课文知识通过多媒体设备进行播放,如何利用多媒体设备将课文的重点与难点内容展示出来,实现人机对话,以帮助学生记忆与掌握教学内容才是多媒体教学的重点。
无机化学学术论文(2)
无机化学学术论文(2)无机化学学术论文篇二无机化学实验废液的有效处理办法摘要:无机化学实验是无机化学的组成部分,而实验中产生的废液的妥善处理关系着环境的污染。
在介绍无机化学实验废液的处理上提出了更简捷有效的处理办法,为促进实验室的绿色化、环保化提供了有效的参考。
关键词:无机化学实验废液;废液处理;方法高校和中学的化学实验室,由于教学的需要不可避免地要产生实验废液,这些废液具有量少、质杂、毒性较强等特点。
但长期以来,师生们对废液的识别、分类以及处理方法等相关知识,缺乏全面而系统的了解,加上少数师生的环保意识和责任意识不强,使得这些实验废液基本处于放任自流的状态。
甚至,有些学校的实验室废液直接倒入下水道,而这些实验废液大多沿下水道进入城市污水管网或直接排入江河湖海或渗入地下,直接污染着环境,因此,找到一个妥善处理实验废液的有效途径是非常必要的。
在这里我具体谈谈。
一、无机化学实验的废液分类1.含酸废液2.含碱废液3.含铬化物的废液4.含银化合物的废液5.含汞、锌、铜、铅、锰等重金属化合物的废液6.含砷或氰化物(极毒)废液在处理废液时,应考虑对有用或价值很高的成分予以回收利用。
二、废液处理的方法1.分别处理法(1)含稀酸和稀碱废液可相互中和,溶液pH达6~8时即可排放。
(2)对含铬(VI)化合物废液的处理,可以在酸性条件下先用还原剂FeSO4或用硫酸加铁屑还原至Cr(Ⅲ)后,再转化为氢氧化物沉淀而分离。
(3)含银化合物的废液可在废液中加入氨水,使溶液逐渐变清,再加入适量的氨水和10%的葡萄糖液,进行水浴加热,使银以银镜的形式析出。
2Ag(NH3)2++C6H11O5CHO+2OH-=2Ag↓+C5H11O5COO-+NH4+3NH3+H2O↓(4)对含有锌、铬、汞、锰等重金属离子的废液,可以采取碱液沉淀法,使这些金属离子转变为氢氧化物或碳酸盐沉淀,再将沉淀与液体分离。
对铬、汞废液还有更便捷的处理方法:①含铬废液的处理:在废液中加入石灰或电石渣,使铬离子转变为难溶的Cd(OH)2沉淀除去。
无机化学课程小论文的要求及供参巧的论文题目
《无机化学》课程小论文的要求及供参巧的论文题目一、小论文的要求1、凡学习本课程的学生均需要完成一篇小论文,论文题目自拟,鼓励提出自己的观点、意见及建议,也可以完成学习某专题的心得体会。
2、论文要按一般《台州学院学报》格式书写,应参阅至少三篇以上参考文献,并按一定格式将其列入论文之后,字数在3000字以上。
3、论文在学期考试前一周交任课教师,并以平时成绩记入学生成绩。
二、参巧题目第一学期1、关于平衡常数的几点讨论2、软硬酸碱理论及其在无机化学中的应用3、原子结构松紧模型及其应用4、黑白照相中的化学变化5、一些无机化学反应的热力学探讨6、E-PH图简介及应用7、缓冲溶液之功效8、琳琅满目的化学电源9、浅谈物质的磁性10、谈谈氢键11、浅谈活化能12、催化剂漫话13、介绍几种特殊的化学方程式配平13、论Dalton原子论的建立对于哲学发展的作用14、元素周期律中的哲学问题15、我对化学是“一门满足社会需要的中心科学”的体会16、试论化学在保护环境中的作用17、绿色化学发展概述18、简述汽车对大气造成污染的主要原因及其消除污染的对策19、酸雨形成的机理、危害及消除污染的对策20、能源危机及化学对策21、试评述温室效应加剧的原因及其对环境的影响22、金属配合物在医学中的应用23、等电子体原理及其应用第二学期1、ⅠA、ⅡA无机盐溶解的反常性讨论2、元素的第二周期性探讨3、对硝酸氧化性的探讨4、气态氢化物水溶液中酸性的递变规律5、生命体中的特殊元素硅和铝6、生命体中的微量元素7、含氧酸盐的热分解规律探讨8、浅谈物质的颜色的成因9、未来的“第三金属”钛10、超导材料的未来11、埃灵罕姆图(El-lingham)简介。
高等无机化学课程论文文献综述
《高等无机化学》课程论文文献综述综述题目纳米二氧化钛的制备及应用作者所在系别化学系作者所在专业分析化学作者姓名王慧作者学号12S007032导师姓名王进福导师职称高级工程师完成时间2013 年04 月14哈尔滨工业大学材料化学教研室制纳米二氧化钛的制备及应用摘要:纳米二氧化钛具有许多优异的性质,显示出日益广阔的应用前景,纳米二氧化钛的应用研究因此成为研究的热点之一。
本文主要对TiO2制备,性质及应用研究进行了综述,指出了当前在研究方面存在的不足,展望了今后的主要研究方向。
关键字:二氧化钛;性质;应用1. 纳米T iO2 的制备目前, 制备纳米T iO2的方法很多, 主要有气相法,液相法和固相热解法。
尽管气相法制备的纳米TiO2 粉体纯度高、粒度小、单分散性好, 但其制备设复杂、能耗大、成本高等缺点严重制约了气相法的应用和发展。
而液相法具有合成温度低、设备简单、易操作、成本低等优点,是目前实验室和工业上广泛采用的制备纳米粉体的方法。
液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类,使其溶解,并以离子或分子状态混合均匀,再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸发、结晶、升华、水解等过程,将金属离子均匀沉积或结晶出来, 再经脱水或热分解制得粉体。
它有以下几种方法。
1.1溶胶-凝胶法溶胶—凝胶法,是以有机或无机盐为原料,在有机介质中进行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶- 凝胶化过程得到凝胶,凝胶经加热(或冷冻) 干燥、锻烧得到产品。
该法得到的粉末均匀,分散性好,纯度高, 煅烧温度低,反应易控制,副反应少, 工艺操作简单, 但原料成本较高。
1.2 超临界流体干燥法[1](SGFD法)。
SGFD法是近年来针对溶胶—凝胶法的改进。
采用SGFD法可降低干燥过程中的表面张力,保持凝胶的网络结构,从而获得多孔纳米TiO2。
董国利[2]等人采用SGFD以TiCl4为前驱体,制备出大孔、高比表面积的TiO2超细粉。
1.3沉淀法[3]1.3.1直接沉淀法该法操作简单易行,产品成本较低,对设备、技术要求不太苛刻, 但沉淀洗涤困难,产品中易引入杂质, 而且粒子分布较宽。
我国无机化学研究现状探析论文
我国无机化学研究现状探析论文我国无机化学研究现状探析论文摘要:实际上, 我国无机化学发展时间相对较长, 在学者研究的实验室中重点强调元素无法分出其他物质, 这也为无机化学的建立提供了一定的基础, 无机化学是我国研究的重点, 同时无机化学也成为了当前教育领域学生必学的科目, 能够体现出我国无机化学的历史沉淀, 本文主要探究松散庞杂的无机化学相关内容, 愿为其提供一定的帮助。
关键词:无机化学; 内容; 松散混乱;有关于无机化学的研究非常众多, 无机化学主要的研究无机物的组成与性质、结构与其反应, 对于不同的化学元素与碳水化合物进行深入的研究, 与众多化学分支相比较, 无机化学相对比较古老, 但也成为了人们研究的重点, 但与有机化学的研究相比较还需要进一步发展。
1、无机化学相关知识众所周知, 我国的无机化学研究已有多年, 在古代, 炼丹道士们就已经研究出了多种元素, 通过提炼出的仙丹便能够确认出实际效果, 包括其中的铜、汞、银等。
随着时间的推移, 无机化学也逐步出现。
有关学者经过在实验室中的研究发现, 元素无法分出其他的物质, 也是为无机化学的建立提供了一定的基础, 着名科学家法国拉瓦锡与英国的道尔顿对于无机化学的研究有自身的想法与贡献, 众多学者潜心研究无机化学, 随着原子学说的构建, 无机化学也逐渐出现在人们的视线中[1]。
随后, 元素周期表诞生, 元素不仅是无机化学的重要部分更是能够体现出其特点, 随着课程的加深元素学习也更加深入复杂。
在1916年, 电价键理论与共价键理论出现, 通过这两个理论的应用, 能够对于元素中的原子价与化合物的相关结构问题进行有效解决, 随着结构的深入但就又研制出了化学键的现代观点。
无机化学的理论基础也逐渐被熟知, 同时, 溶液与肢体、四大平衡等都是无机化学原理部分, 但这些内容混在一起会相对比较复杂, 一般的高中生都是简单的了解溶液里的“混沌”, 但“平衡”才是学习的重点, 不仅是酸碱平衡还有沉淀溶解平衡等等, 这些也是无机化学的重要部分[2]。
最新化学实验安全论文主题 3篇精选
摘要:无机化学实验是高等学校化学类专业的第一门必修基础实践课,是真正开始培养学生基本操作技能和运用理论知识解决问题的一门课程,在提升学生的实践创新能力方面具有独特的地位和作用。
为适应新时期人才培养的目标需求,本文针对我校无机化学实验教学在实验教学内容、教学模式、实验成绩考核评价方式等方面的改革措施进行了探讨,特别是引入微视频、微量实验和仿真实验教学。
以学生成长为核心,以学生为主体,逐步建立符合时代发展要求的教学策略。
关键词:无机化学实验;创新发展理念;教学改革;教学模式;实践能力高等院校是新时代下培养创造型人才的主要基地,本科生是高素质创造型人才培养的最大群体,其中实验教学则是造就创造型人才的摇篮。
无机化学实验是我校化学、材料、生命科学、食品科学与工程、食品质量与安全等相关专业学生进入大学后开设的第一门专业基础实践性课程,在本科生培养方案中占据基础地位。
《国家中长期教育改革和发展规划纲(2010-2020年)》着重强调:“深化教学改革,支持学生参与科学研究,强化实践教学环节。
”无机化学实验是一门实践课程,在学生巩固提升专业理论知识和培养独立分析、发现并解决问题的能力等方面具有独特的地位和作用。
该课程的学习为培养学生的创新精神、创新意识、创新思维、创新能力提供重要途径和突破口。
而且在培养学生严谨治学的科学态度、主动求知能力和融入思政教育等方面都起着非常重要的作用。
目前,本校的无机化学实验在培养学生综合实践能力方面取得了一定的成绩,但与国家、地方对人才的需求仍存在一定的差距。
因此,深入对我校的无机化学实验教学进行改革是非常必要的。
为达到更好的教学效果,不仅需要激发学生的兴趣,调动学生学习的主动性,更需要规范学生实验操作技能和实验设计反思能力的提高,在当前无机化学教学改革中,先进的教学模式、合理的教学内容和实验考核模式的规范等方面显得尤为重要。
1当前无机化学实验教学中存在的问题1.1学生学习现状和需求分析无机化学实验是化学专业和相关专业学生刚进入大学最先学习的实验课程,由于学生在中学很少进行实验操作,甚至未做过实验,大多数学生对实验课程的学习兴趣虽浓厚,但实验目的却略显初浅,对实验内容也差理解,大多是将理论课堂上学到的理论知识进行验证,对实验欠缺主动思考、理解和发散,对实践环节不够重视。
化学实验论文3000字
化学实验论文3000字摘要:无机化学实验是化学相关专业学生进入大学后必修的第一门化学实验课,在整个化学教学中都占有重要地位。
在无机化学实验教学中,不仅要培养学生的基本操作、实验技能等,还要强化安全环保意识,培养科学严谨的实验态度以及良好的实验习惯,为他们学习后续实验课程,乃至将来从事化学相关专业工作,打下坚实的基础。
关键词:无机化学实验;综合素质;教学。
早在20世纪80年代,著名化学教育家戴安邦院士就已指出:“只重传授化学知识和技术的教学是片面的化学教育。
全面的化学教育要求化学教学既传授化学知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德。
化学实验课是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式,因为学生在实验室是学习的主体,在教师的指导下,自己动手进行实验,练习解决化学问题,各项智力因素同时得到发展,故化学实验课应予充分重视”。
因此,开设化学实验课,做好化学实验教学,对全面推行素质教育,提升学生的综合能力、培养具有创新能力的专业人才等具有重要意义。
无机化学实验课,首当其冲,是化学相关专业的学生进入大学后必修的第一门化学实验课,其地位和重要性自然不言而喻。
它是后续化学课程的科学实验基础,其教学质量对整个化学相关实验教学影响都很大。
下面介绍我们在无机化学实验教学实践中的一些经验,就如何提高学生的实验综合素质问题与学界一同探讨。
1、重视安全教育,树立环保意识。
我们开设的第一个无机化学实验项目是“实验室常规教育,化学实验基本操作”。
其中常规教育部分除了介绍实验室基本守则外,主要就是进行安全教育、环保教育。
带领学生通过典型的案例,了解学习实验室安全及实验室事故的预防与处理等知识。
安全是一切之本。
由于化学实验具有一定的特殊性,特别是有些药品具有较强腐蚀性,甚至毒性,如果不遵循实验原则,不按规律办事,就可能会产生危险。
因此,从进实验室开始,安全必须放到心上,绝不能掉以轻心,麻痹大意。
加强学生的绿色化学理念、环保责任意识。
无机化学实验论文验证性实验论文:无机化学验证性实验的教学探索
无机化学实验论文验证性实验论文:无机化学验证性实验的教学探索摘要:无机化学实验是化学类专业的一门必修基础实验课程。
而验证性实验是该课程中不可或缺的一类实验形式。
近年来,由于验证性实验的教法中存在诸多问题而导致效果不佳。
本文就如何使验证实验蕴含更多的探索性,以提高验证实验的教学效果,进行了一系列尝试与探索并已见成效。
关键词:无机化学实验;验证性实验;教学方法;改革验证性实验是无机化学实验中的传统方法。
这类实验通过学生进行具体的实验操作来验证已经学过的理论知识,从而加深对理论知识的理解和认识。
[1]不可否认,验证性实验是一种非常重要的实验形式,是培养学生实验操作、数据处理等基本技能的重要手段。
在传统的实验教学中,教师多采用如下的教学模式:讲解实验原理——固定方案——严格操作——得出验证结果。
教学方法也多以讲授法为主。
这种方法的优点是时间安排紧凑,教法严谨。
但同时也存在以下问题:教师对实验的方方面面管得太多太细,为了达到预期的实验效果,教师在讲解过程中,除了实验原理之外,往往把实验过程中将要出现和可能出现的现象和结果分析得面面俱到,学生在实验过程中只需动手不用动脑,就可以将实验进行到底。
对学生而言,实验结果太容易获得,没有任何悬念,积极性调动不起来。
在处理实验结果时,往往过于轻率,敷衍了事。
当实验结果与理论有出入时,简单地把原因归咎于试剂过期、杂质干扰等因素,而不愿意进行深入的分析和探讨。
开展验证性实验的初衷本是要通过学生亲手操作设计好的实验,来达到深化理解、进一步巩固基础知识的效果。
显然,在这种教学方法下,验证实验本应达到的教学目的却没有达到。
针对这一现象,在验证性实验的教学过程中,通过改变教学策略,对教学方法进行了改革。
一、教学目的定位虽然近年来将验证性实验改为探索性实验的呼声很高,但验证性实验作为一种重要的实验形式,无论在科学研究领域还是在教育教学过程中都是不可或缺的,其作用也是其它任何形式的实验教学无法替代的。
无机化学(五篇范文)
无机化学(五篇范文)第一篇:无机化学前言在今天这个人才竞争的时代,职业生涯规划开始成为在人争夺战中的另一重要利器.对企业而言,如何体现公司“以人为本”的人才理念,关注员工的人才理念,关注员工的持续成长,职业生涯规划是一种有效的手段;而对每个人而言,职业生命是有限的,如果不进行有效的规划, 势必会造成生命和时间的浪费.作为当代大学生,若是带着一脸茫然,踏入这个拥挤的社会怎能满足社会的需要,使自己占有一席之地因此,我试着为自己拟定一份职业生涯规划,将自己的未来好好的设计一下.有了目标,才会有动力.一:自我分析我是一个当代本科生,(平时)是家里最大的希望——成为有用之才,性格外向,开朗,活泼,业余时间爱交友,听音乐,外出散步,聊天,还有上网.喜欢看小说,散文,尤其爱看杂志类的书籍,心中偶像是周恩来,平时与人友好相处群众基础较好,亲人,朋友,教师关爱,喜欢创新,动手能力较强做事认真,投入,但缺乏毅力,恒心,学习是“三天打渔,两天晒网”,以致一直不能成为尖子生,有时多愁善感,没有成大器的气质和个性.但身高上缺乏自信心,且害怕别人在背后评论自己.所谓江山易改,本性难移,虽然恒心不够,但可凭借那份积极向上的热情鞭策自己,久而久之,就会慢慢培养起来,充分利用一直关心支持我的庞大亲友团的优势,真心向同学,老师, 朋友请教,及时指出自存存在的各种不同并制定出相应计划以针对改正.经常锻炼,增强体质.二职业认知我学的是材料科学与工程专业无机非金属工程方向。
本方向主要研究水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、主要课程有工程力学、材料科学、工程材料介绍机械制图等。
作为四大材料中(钢铁、有色、有机和无机非金属材料)工业之一的无机非金属材料工业在我国经济建设中起着重要的作用。
近年来,无机非金属材料不仅在品种上有了空前的发展,而且在内涵上有了进一步的延伸。
根据无机非金属材料功能与作用的不同,可以将无机非金属材料划分为传统无机非金属材料(建筑材料)和无机非金属新材料。
(无机化学专业论文)含氮、磷多齿有机配体及配合物的合成与表征
ABSTRACTThe linear chain complexes containing poly-nuclear metal atom, can be considered as a metal string that is cut from bulk metal by organic ligand. This kind of complexes is becoming great interesting because of their unique structure, polynuclear metal-metal bonding and potential application as molecular wires. In the past ten years, oligo-2-aminopyridines have been successfully to construct series of linear chain complexes. The longest chain complex had been reported in 2000, in which linear nonanickel atoms are connected through metal-metal bond. The lenghth is 1.8Å. Compared to high-valent metal complexes, the metals at low-oxidation state, especially the metals possessing d10 electron configuration, have tendency to aggregate to form clusters, which exhibit unusal photochemical, electrochemical and catalytic properties. Ligand containing N atom and P atom usually be used to study the interaction between two different metals. However, few were seen upon this kind of ligand used to construct metal chain complexes, and study on low-valent metal chain complex was very limited.In this paper, we prepared a series of polydentate pyridylphosphine ligands that contained nitrogen and phosphorus coordinative atoms and attempted to synthesize polyphosphine ligand with organo-metallic method. In addition, we used those ligands to synthesis linear chain complexes containing poly-nuclear metal through self-assembly from point of view of molecular architecture. The model complex was synthesized. The products were characterized with FT-IR, UV-vis and 1HNMR spectra.During our synthetic work, the yield was higher than th ose reported in literature in course of synthesis 2-pyridyldiphenylphosphine and bis (2-pyridylphenylphosphino) methane by organo-metallic chemistry method. The reaction time was shortened. It simplified the manipulation steps, and became more convenient f o r separating and purifying the products. Farther more, the novel pentadenate bis [2-(diphenyl-phosphino)- 6-pyidyl]phenylphosphine ligand were synthesized. The possibly coordination pattern of complexes containing metal chain supported by those ligands was discussed.Another essential part of this thesis was the investigation of complexes synthesized bythose ligands. For the pyridylphosphine ligand, the coordinative property is different for the hard nitrogen atom and the soft phosphorus atom. Therefore, several mononuclear complexes containing Pd(II) were synthesized by pyridylphosphine ligand with P atom coordinated. They were connected into a trinuclear linear complex by Cu(I) which coordinated to uncompleted N atom. Linear multinuclear complexes were systematically studied through self-assembled by those mononuclear units based on model complexes. The investigation results would be of great significance for the development of metal chain complexes and it would afford theoretic foundation for designing molecular wire and low-dimension functional material.Key Words: Pyridylphosphine Ligand; Self-assembly; Metal Chain Complex;Polyphosphine LigandIV独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果除文中已经标明引用的内容外对本文的研究做出贡献的个人和集体本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担吴德有2004 年 5 月 12 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留即允许论文被查阅和借阅可以采用影印在 年解密后适用本授权书保密请在以上方框内打学位论文作者签名刘长林2004 年 5 月 12 日 2004 年 5 月 12 日III1 绪论1.1 引言近20年来微电子学10µ«¸ü΢Ð͵ÄÔª¼þ(如线宽0.1m)则是现有技术的极限缩小元件的体积和增加功能势在必行[1]µ½2020年即进入分子水平[2]Carter提出在分子水平上组装分子电子器件的概念[3][4]»ù±¾Ô-ÀíºÍÓ¦ÓÃÇ°¾°Í¨¹ý·Ö×Ó²ã´ÎÉϵÄÎïÀíºÍ»¯Ñ§×÷ÓÃÍê³ÉÐÅÏ¢µÄ¼ì²â´«ÊäºÍ´æ´¢¹¦ÄܵÄÆ÷¼þ·Ö×Óµ¼ÏßÊÇ×îÖØÒªµÄÁ¬½Ó¼þLehn曾利用共轭双链桥联两个氧化还原敏感的基团目前作为分子导线最具有应用前景的物质有两类另一类是多核线性金属配合物[8]图 1.1 长链有机分子构成分子导线Fig. 1.1 Molecular wire constituted by organic molecular1图 1.2 含镍的多核线性配合物Fig. 1.2 Crystal structure of [Ni9(P原子的吡啶膦配体及其配合物在探索合成多核金属配合物的研究中P原子的吡啶膦配体用此类配体已合成了大量的配合物可用于合成异核双核金属配合物主要集中在以下几个配体的研究上1.2.1 Ph n PPy 3-n类配体及其配合物21948年在2-吡啶基-二苯基膦配体中也可和N 原子以螯合模式形成单核配合物[10]ÅäÌåÖÐÅäλÔ-×ÓµªÁ×Ö®¼ä¾ßÓнϺõÄÈáÐÔÓÉÓÚÅäλÔ-×ӵIJ»¶Ô³ÆÐÔHT(head-to-tail)型和HH(head-to-head)型而软的P 原子倾向于与软金属配位形成的配合物大多为HH 型配合物HT 型配合物比较常见用2-吡啶基-二苯基膦配体合成的配合物中有以下三种配位模式N原子的桥联配体与一个富电子的金属离子(原子)反应反应方式如下所示符合软硬酸碱理论中硬酸亲硬碱金属-金属键的存在使得该类配合物具有独特的结构N PM N PM N PMIIIIII按以上反应模式再与路易斯酸性金属离子Cd2+反应形成了异核双核配合物[RuCd(单核钌配合物和双核配合物的晶体结构如图1.3所示三个CO处于赤道平面上Ru为三角双锥配位构型-2-Ph2PPy)2(CO)3Cl2]MeOH后Ru-Cd键长为2.771这是因为形成配合物后发生Ru Ru上电子密度减小-2-PhPPy)2(CO)3Cl2]的晶体结构2Fig. 1.3 Crystal structures of trans-[Ru(2-Ph2PPy)2(CO)3] and [RuCd(Ag(I) [11]等金属的同核双核配合物发现其具有良好的发光性能Pd(II)也可合成含金属-金属键同核双核的配合物[18]¾ßÓÐÈý¸öÅäλÔ-×ÓÒÔP原子配位和螯合配位两种模式合成了系列单核Pd Rh[20]ÒÔÇÅÁªÅäλµÄÐÎʽºÏ³ÉÁËHT型双核Pd配合物[22]四核四面体形状Ir的簇合物[24]ÐγɵÄË«ºËPd配合物有以下几种异构体易处理用吡啶膦配体合成的双核金属配合物具有良好的催化性能可把此类配合物的催化反应扩展至水相2随着n的增加在用此类配合物进行催化反应研究中其催化反应机理也不同而异核双核金属配合物与底物结合的先后顺序不一样tandem reactions1.2.2 dpnapy配体及其配合物的研究1992年该配体中使分子具有较大的刚性含N Schiavo等研究了该配体与Ir(I)Pt(II)²¢ºÏ³ÉÁËһϵÁеÄÅäºÏÎï[27,28,29]´æÔÚÒÔϼ¸ÖÖÅäλģʽNNCH3PCH3MNNCH3PCH3NNCH3PCH3MNNCH3PCH3MNNCH3PCH3M MNNCH3PCH3MI II IIIIV V VI金属的性质决定了其形成配合物时的配位性质硬金属倾向于与N原子配位尽管N上的甲基的存在增加了N的软度dpnapy上配位原子的不对称性dpnapy配体的分子结构刚性故也可用此配体合成同核三核线性配合物支志明等[30]用dpnapy配体合成了低价三核铜配合物[Cu3(其晶体结构如图1.4所示-dpnapy)3(CH3CN)]3+的晶体结构Fig. 1.4 Crystal structure of [Cu3(在配合物中Cu(1)-Cu(2)-Cu(3)呈一直线链P(2)[N(1)N(5)]N(4)与P配位的Cu(1)原子为四配位还与一个乙腈分子配位Cu(2)Cu(2)-Cu(3)键长为2.449 ŶøCu(1)-Cu(2)键长为2.721ÅÔÚÐγÉÅäºÏÎïʱ·Ö×Ó¹ìµÀ¼ÆËãµÄ½á¹ûÒ²±íÃ÷d10金属离子之间存在着相互作用[31,32]ÌرðÊÇCu(I)和Au(I)多核配合物有良好的发光性能1994年合成了金属大环配合物Au2(dppn)3ºÏ³ÉÁ˾ßÓÐÖ÷¿ÍÌå¹â»¯Ñ§ÐÔÖʵÄÅäºÏÎï[Au2K(配合物晶体结构如图1.5所示Au(I)与P原子配位组成一个金属大环为六配位模式平均二面角为25配位原子与金属之间的平均键角[N(1A)-K-N(2A)]为54.7Au(I)是平面三图1.5 配合物[Au2K(-dppn)3]3+角配位构型K 距离为3.615(5) Å和3.575(5) ÅK +-N 键距范围为2.477(10)-2.549(10)Å10-phenanthroline)中K +-N 键距范围为2.800(6)-2.893(5) Å随后-dppn)3Ag](PF 6)3ÔÚÊÒÎÂÏÂÓÃ300-400nm 光照射1.2.4 DpyPM 配体及其配合物的研究双核金属配合物同核和异核双核金属配合物与底物结合方式不同同核配合物的两个金属同时与底物结合并发生催化反应具有这种先后反应性的异核双核金属配合物近年来已引起广泛关注通过极化的形式合成双核金属配合物的一种方法是用双齿桥联配体在用这两类配体与金属形成双核金属配合物时如果两个配体分子以顺式方向结合据此用于形成顺式结构的配位构型图1.6 含双膦配体的双齿配合物与底物的结合模式Fig.1.6 Combinative mode of bidentate complex containing bisphosphines and substratesM P PM P PMMP P P M PPM cis trans基于这种设想该配体与金属形成双核金属配合物时如下图 1.7所示另一种为外消旋配位模式(B)晶体结构如图1.8所示[36]ƽÃæÖ®¼äÏ໥²»Æ½ÐÐ的二面角配合物中不存在MeCN´Ó¼ÆËã»úÄ£ÄâµÄ·Ö×ÓÄ£ÐÍÏÔʾÔÚ¸ÃÅäºÏÎïÖдӶø·¢Éú´ß»¯·´Ó¦由于配位原子P和N的软硬度不一样用DpyPM与Rh(COD)反应制得了外消旋的单核Rh配合物与二氯甲烷进行氧化加成(图1.9)²¢ÐγÉßÁà¤ÄÚæfÑλ¯ºÏÎïÒÔ²»Í¬ÓÚº¬µªÅäÌåP作为配位中心原子是良好的电子供体P具有低能量3d空轨道又是良好的电子受体使用适当的配体支撑因此自聚合形成多核低价线性过渡金属化合物主要有dppm (bis(diphenylphosphino)methane)和dpmp(bis(diphenylphosphinomethyl)phenylphosphine)两个配体配体支撑的双核Pd(I)配合物[37]ÆäÐÔÖÊÒѱ»ÉîÈëµØÑо¿ÌرðÊÇ[38]催化硫化氢分解ÓÃÓÚ·ÖÀëÒ»Ñõ»¯Ì¼ºÍÇâÆø-S)(dppm)2[39]多种无机小分子图1.10 配合物[Au3(-dpmp)2Cl2]+ complex多核金属配合物和单核金属配合物相比配合物性质发生较大改变Pt(II)Ag(I)Au(I)多核配合物表现出良好的发光性[42-45]Au 易形成金属-金属键支志明等[46]用这种含三个膦的桥联配体合成了[Au 3(其晶体结构如图1.10所示金属之间存在弱的相互作用Ag(I)光化学一直是研究的热点在选择性催化剂可逆性主客体分子(离子)交换和光电材料等新功能材料的开发中显示出诱人的应用前景在室温下就能显示出光致发光的特性1.4 含氮配体构成的线性配合物具有金属-金属键的配合物一直是无机化学的研究热点具金属-金属键的线性金属串尤以多吡啶胺类线性金属串的研究近10年来十分引人注目一个是美国Cotton领导的研究小组他们用Ni Co Ru ºÏ³ÉÁËһϵÁеÄÈýºËÆߺ˲¢¶ÔÆäÐÔÖʽøÐÐÁËÑо¿»¯ºÏÎï¾ßÓе¼µçÐÔ[48]Èç¹ûÎÒÃÇÄܺϳɳ¤Á´µÄ¾ßÓе¥µç×ÓµÄÏßÐÔ¹ý¶É½ðÊô´®ÅäºÏÎïÕâ¾ßÓÐÁ¼ºÃµÄÓ¦ÓÃÇ°¾°¾ø´ó¶àÊýÊǺ¬N的配体利用以上多齿含氮的有机配体并支撑含有金属-金属键直线型金属链的形成Hurley等合成了化学式为Ni3(dpa)4Cl2(dpa= dipyridylamine)的配合物1990年得到了一种全新的配合物结构四周由四个螺旋形的二(2-吡啶)-酰胺阴离子(dpa)配体包围[51]证明了Ni3(dpa)4Cl2具有与Cu3(dpa)4Cl2相类似的结构四周由四个螺旋形的二(2-吡啶)-酰胺阴离子(dpa)配体包围随后Ni7(ì7-teptra)4Cl2(teptra=tetrapyridyltri-amine)并对其有关性能进行了研究内部Ni-Ni之间的键长较短(而两端Ni-Ni键由于轴向配体的影响受轴向配体的影响为高自旋Ni-N距离约为2.10Å与低自旋Ni(II) 的四方形几何构型相符合随着金属链长度的增加中间Ni-N之间的距离稍有增大的趋势图 1.13 三七相继报导了三核[55,56]七核[58]的线性化合物五核铬配合物中Cr-Cr之间成键的可能性Fig.1.14 The possible Cr-Cr arrangements of symmetrical and unsymmetrical three andfive chromium atoms in complexes多核铬配合物和多核镍配合物一样金属中的电子具有离域化的倾向在多核铬配合物中当轴向配体不同时Cr3中Cr1-Cr2间的距离为2.6427Å这说明Cr2-Cr3之间存在金属四重键当轴向配体相同时但末端的Cr-N距离比内部Cr-N距离要大随着链的增长Cr-Cr之间的间距有平均化的趋势(图1.15)ÎåM-M距离和M-N键长逐渐趋于定值但随着金属串长度的增加主要受三个因素影响: (1)配体合成困难合成步骤越多(2)金属串合成大为困难而且需要的配体量也大为增加使金属串合成难上加难由于金属串长度的增加能用于扩散或重结晶培养晶体的溶剂极为有限金属链配合物的研究工作仍主要集中于上述几个过渡金属多核配合物的合成与结构表征长链这亦直接限制了对金属链配合物在分子导线及低维材料方面应用可能性的探索本论文将从分子构筑(Molecular Architecture)的角度设计氮原子骨架结构2利用配体中磷或原子合成一系列单核或多核配合物Array单元选择恰当的金属离子作为连接件或原子将配合物单元连接起来组装合成金属链配合物同时亦将以较长链含磷对具有良好催化Pt金属链长度与性质的相互关系进行系统研究现代微电子工业的发展分子器件而分子导线是相关关键技术之一将为分子导线及具有特殊性能的低维材料的设计与应用提供理论基础2 实验部分2.1 实验仪器及设备表 2.1 主要仪器及设备Tab 2.1 instruments and equipments仪器名称生产产家Equinox55红外光谱仪德国Bruker公司Varian mercury-Vx 300M核磁共振仪Varian公司2XZ-4型旋片式真空泵浙江黄岩天龙真空泵厂85-2型恒热磁力搅拌器江苏省荣华仪器制造公司79-1型磁力搅拌器江苏省荣华仪器制造公司RE-52200型旋转蒸发仪上海长城仪器厂LA204电子天平江苏省常熟市UV-240型紫外分光光度计PE公司Lambda Lab 4.0软件系统PE公司真空系统装置(Schlenk Techniques) 自行设计定做Analyst300原子吸收分光光度计PE公司2.2 主要试剂表 2.2 主要试剂Tab 2.2 Regents试剂名称规格生产厂家乙醚AR 中国医药集团上海化学试剂公司石油醚AR 天津市化学试剂一厂甲醇AR 上海振兴化工一厂无水乙醇AR 上海振兴化工一厂正己烷AR 天津大茂化学试剂厂丙酮AR 武汉市江夏技术研究所氯仿AR 上海试一化学试剂有限公司二氯甲烷AR 上海试一化学试剂有限公司乙酸乙酯AR 上海试一化学试剂有限公司四氢呋喃AR 天津市大茂化学仪器供应站苯AR 湖北省华飞化学试剂厂甲苯AR 天津市大茂化学仪器供应站二氧化硅AR 湘中地质实验研究所氢氧化钠AR 天津市大茂化学仪器供应站乙酸钠AR 上海三浦化工有限公司无水硫酸钠AR 天津市大茂化学仪器供应站硫酸AR 武汉市文利精细化工厂盐酸AR 武汉市文利精细化工厂硝酸AR 信阳市化学试剂厂高氯酸AR 天津市东方化工厂溴AR 天津海光化学制药厂溴乙烷AR 天津市大茂化学仪器供应站苯甲醛99.5% 天津市博迪化工有限公司氢化锂铝95.0% Acros Organic二氯苯基膦97.0% Strem Chemicals2,6-二氯吡啶98.0% Fluka2,6-二溴吡啶²¢ÔÚë²ÆøÖб£´æʹÓÃÔÚʹÓÃÇ°°´ÕÕ±ê×¼·½·¨ÏȶÔÊÔ¼Á½øÐд¿»¯¼ÓÈëÊÊÁ¿½ðÊôÄÆÔÙ½øÐлØÁó½«ÒÒÃÑÕôÁóÊÕ¼¯2.3.2 四氢呋喃精制将500ml分析纯四氢呋喃加入到充满氩气的蒸馏装置中并加入二苯甲酮做指示剂直至溶液变为紫红色备用加入适量五氧化二磷然后把二氯甲烷蒸馏收集2.4 二苯基膦的合成反应方程式如下用90ml乙醚溶解在恒压滴液漏斗中用30ml乙醚溶解25ml (0.14mol) Ph2PCl·´Ó¦¼¤ÁÒ·´Ó¦Ðè±£³ÖÔÚµÍÎÂϽøÐлØÁóÁ½¸öСʱȻºóÓñùÔ¡ÀäÈ´·ÖÀë³öÓлúÏೣѹÕôÁó³ýÈ¥ÈܼÁÕô³ö²úÎïPh2PH2.5 苯基膦的合成反应方程式如下用100ml乙醚溶解在恒压滴液漏斗中用20ml乙醚溶解30ml (0.22mol) Ph2PCl·´Ó¦¼¤ÁÒ·´Ó¦Ðè±£³ÖÔÚµÍÎÂϽøÐлØÁóÁ½¸öСʱȻºóÓñùÔ¡ÀäÈ´·ÖÀë³öÓлúÏೣѹÕôÁó³ýÈ¥ÈܼÁÕô³ö²úÎïPhPH22.6 2-(二苯基膦基)吡啶的合成反应方程式如下冰浴冷却至用注射器加入4.6ml (0.011mol) 正丁基锂进行锂化水浴恒温反应0.5h1.1ml (0.011mol) 2-氯吡啶用5ml四氢呋喃溶解于恒压滴液漏斗中下慢慢滴加到以上溶液中反应然后用75得浅黄色反应液减压蒸馏除去溶剂用二氯甲烷溶解收集有机相蒸掉二氯甲烷产率79%PhPH2n-BuLiPhPLi2NNN PPh1ml (0.0091mol) 苯基膦用20ml四氢呋喃溶解于50ml圆底烧瓶中得蛋黄色悬浊液反应0.5hµÃ»ÆÉ«·ÛÄ©¹ÌÌå²»ÈÜÊÒÎÂÏÂÂýÂýµÎ¼Ó½øÐз´Ó¦·´Ó¦ÒºÑÕÉ«ÏȱäÉîºó±ädz35ÈÜÒºÑÕɫΪéÙ»ÆÉ«ÊÕ¼¯ÓлúÏà(苯相)ºÏ²¢ÓлúÏà³ýÈ¥ÈܼÁ¶þÂȼ×Íé¼ÓÈëÕý¼ºÍéÏ´µÓ¹ÌÌå·ÛÄ©µÃµ-»ÆÉ«·ÛÄ©2.0g2.8 二{-[苯基-(2-吡啶基)-]膦基}甲烷的合成在合成过程中路线一PhPH 2n -BuLiN ClNPHn -BuLiNPLi1/2CH 2Br 2NPPN将1ml (0.0091mol) 苯基膦用10ml 四氢呋喃溶解于50ml 圆底烧瓶中得橙黄色溶液慢慢滴加进行反应然后水浴40得浅黄色反应液蒸掉部分四氢呋喃得黑红色锂盐溶液0.32ml (0.0045mol) 二溴甲烷用3ml 四氢呋喃溶解于恒压滴液漏斗中用冰盐浴冷却保持反应在低温下进行反应液为浅黄色蒸干溶剂用二氯甲烷溶解固体除去氯化锂收集滤液得淡黄色油状物再用二氧化硅做填料将粗产物进行柱层析分离除去二氯甲烷放置得固体1.2g路线二PhPH 2n -BuLiPhPHLiN Cln -BuLi1/2CH 2Br 2NPPNPHPHPP将1ml (0.0091mol) 苯基膦用10ml 四氢呋喃溶解于50ml 圆底烧瓶中慢慢恢复至室温得黄色反应液慢慢滴加进行反应滴加二溴甲烷要慢滴加完后恢复至室温并反应1hÓñùÔ¡ÀäÈ´ÖÁ0用注射器加入5.7ml (0.0091mol) 正丁基锂进行锂化反应0.5h½«1.0ml (0.011mol) 2-氯吡啶用10ml 四氢呋喃溶解于恒压滴液漏斗中室温反应过夜得黄色粘稠固体加活性炭过滤溴化锂和固体不溶杂质蒸干二氯甲烷得淡黄色油状物长时间才能固化2.9 2-氯-6-二苯基膦基吡啶的合成反应方程式如下冰浴冷却至0用注射器加入3.6ml (0.0057mol) 正丁基锂进行锂化得橙红色反应液加入20ml 四氢呋喃和30ml 乙醚稀释用冰盐浴冷却滴加完后自然恢复至室温反应过夜并有大量白色沉淀加入二氯甲烷溶解产物除去氯化锂等不溶固体杂质蒸干二氯甲烷用真空泵除去溶剂然后在升华装置中真空加热至60将过量的2,6-二氯吡啶升华分离产率92%N2PhPH n -BuLiPhPLi 2N Ph 2PN2Ph0.28ml (0.0025mol) 苯基膦用10ml 四氢呋喃溶解于50ml 圆底烧瓶中得蛋黄色悬浊液反应2hµÃ»ÆÉ«·ÛÄ©1.5g (0.0050mol) 2-氯-6-苯基膦基吡啶用20ml 苯溶解于恒压滴液漏斗中加完后45室温反应过夜在反应过程中由蛋黄色变为黑色产生大量的白色氯化锂沉淀除去氯化锂再用二氯甲烷萃取水相用无水硫酸钠干燥得粘稠物用真空泵充分干燥后产率97%Ph 2PH n -BuLiPh 2PLiCH 2Cl 2Ph 2PCH 2Cl1ml (0.0057mol) 二苯基膦用10ml 四氢呋喃溶解于50ml 圆底烧瓶中恢复至室温并反应0.5hתÒÆÖÁºãѹµÎҺ©¶·ÖÐÔÚ100ml 圆底烧瓶中分别加入20ml 四氢呋喃和25ml (0.39mol) 二氯甲烷慢慢滴加锂盐溶液进行反应得无色反应液将溶剂蒸干加入活性炭过滤收集滤液用少量二氯甲烷溶解固体除去黄色油状物除去溶剂产率61%CHCl 3的合成2.12.1 DBA 的合成反应方程式用水冷却并装上机械搅拌装置在2-3min 内滴加一半至烧瓶中既而变为絮状沉淀加入剩下的混合液过滤收集固体干燥2.12.2 Pd 2(DBA)3C 6H 5CH=CHCOCH=CHC 6H 5+ PdCl 2NaOAc MeOHPd 2(DBA)3CHCl 3在100ml 三口烧瓶中分别加入1.79g (0.0076mol) DBA 50mlMeOHζȲ»³¬¹ý60然后加入2.5g (0.030mol) 乙酸钠冷却过滤收集固体趁热抽滤得到紫色沉淀CHCl 3产率65%2.13 反式-单核钯配合物的合成2.13.1 苯乙胺的合成反应方程式如下冰浴冷却反应剧烈生成淡黄色悬浊液沉淀溶解冷却至0 1.6ml (0.022mol) 溴乙烷用5ml四氢呋喃溶解于恒压滴液漏斗中滴加完后室温反应2hÓ¦±Ü¹â½øÐз´Ó¦Õý¼ºÍéµÈÈܼÁ2.13.2 反式-氯化二苯乙胺合钯的合成反应方程式如下[59]½«0.97g (0.0056mol) 氯化钯然后加入2ml (0.016mol) 苯乙胺进行反应油浴加热回馏3hµÃµ-»ÆÉ«·´Ó¦ÒººÍµ-»ÆÉ«Ðü¸¡¹ÌÌå得淡黄色沉淀和深黄色反应液反应应避光进行得棕黄色固体用低沸点石油醚沉淀收集固体产率95%HN CH 3Pd NHCH 3Cl Cl+ 2NPNPhCHCl 3N P N PhPd NP NPhClCl将0.5g (0.0019mol) 二-(2-吡啶基)苯基膦和0.397g (0.00095mol) 反式-氯化(二-苯乙胺)合钯加入50ml 圆底烧瓶中通入氩气固体溶解油浴加热回馏2hÕôµô²¿·ÖÂȷ¹ýÂ˵Ãdz»ÆÉ«·ÛÄ©0.63g2.13.4 反式-氯化{二-[ (2-吡啶基) 二苯基膦]}合钯的合成反应方程式如下得深黄色混浊液0.627g (0.0024mol) 2-吡啶基-二苯基膦用5ml二氯甲烷溶解于恒压滴液漏斗中慢慢滴加到以上溶液中反应蒸掉大部分二氯甲烷过滤得黄色粉末0.94g2.14 [Pd 2Cu(PhPPy 2)4Cl 4]ClO 4的合成反应方程式如下NN PNP N NPd PNPdCl Cl Cl Cl2+ [Cu(CH 3CN)4]ClO 4P N Pd NNCl Cl将0.0247g (0.035mmol) 反式-氯化{二[二- (2-吡啶基) 苯基膦]}合钯和0.0061g (0.018mmol) 高氯酸四-乙腈基合铜固体混合于50ml 圆底烧瓶中通入氩气得红色反应液生成淡黄色沉淀加入乙腈收集滤液得橙色柱状晶体N PP N Pd Cl Cl ClCl2 + [Cu(CH 3CN)4]ClO 4PNPdNCl 将0.0197g (0.028mmol) 反式-氯化{二-[ (2-吡啶基) 二苯基膦]}合钯和0.0046g (0.014mmol) 高氯酸合四-乙腈基铜固体混合于50ml 圆底烧瓶中通入氩气固体慢慢溶解蒸掉二氯甲烷得黄色溶液得橙色晶体测定产物的电子光谱(2) 红外光谱测定用溴化钾压片法测定晶体配合物的红外光谱CDCl 3为溶剂(4) 配合物分子结构优化使用Wave Function公司的PC Spantan Pro 1.07[60]量化软件构造配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4分子得出分子的可能结构模型从文献报道的配合物[RuZn(Zn为四配位构形剩下两个配位位点与氯配位[16]Hathaway用吡啶胺配体合成了三核铜配合物处于末端的两个铜分别与四个吡啶配位[51][48]Ò²µÃµ½Í¬ÑùµÄ½á¹¹Ä©¶ËµÄÄøÓëËĸößÁषÖ×ÓÅäλ-Ph2PPy)2(CO)3Cl2]的晶体结构图Fig. 3.1 Crystal structure of complex [RuZn(¿ÉÒÔÉèÏë×éװʾÒâͼÈçÏ°´ÎÄÏ×·½·¨ºÏ³ÉÁËtrans-(Ph2PPy)PdCl2 [64]ÔÚÈܼÁ¶þÂȼ×ÍéÖз´Ó¦ºóÈÜÒºÑÕÉ«±äÉî¶Ô²úÎï½øÐÐÖؽᾧ²â¶¨ÁËÅäºÏÎᄃÌåµÄµç×Ó¹âÆ×在配体的光谱中配体形成配合物trans-Pd(PhPPy 2)2Cl 2后吸收峰的位置红移至274nm¼ÓÈë[Cu(CH 3CN)4]ClO 4形成配合物[Pd 2Cu(PhPPy 2)4Cl 4]ClO 4后290nm 处有一肩峰从电子光谱吸收峰位置和强度的变化配合物的结构发生了改变图3.2 室温下化合物Ph 2PPytrans-Pd(Ph 2PPy)2Cl2ºÍ[Pd 2Cu(Ph 2PPy)4Cl 4]ClO4µÄ×ÏÍâ¿É¼û¹âÆ׶þÂȼ×Íé220-450nm2222‥‥游离的乙腈中腈基与金属配位后(CN)发生位移所以用红外光谱的方法容易鉴别配合物中的乙腈[65]Æ×ͼÈçͼ3.3所示在2000~2200 cm -1区域没有说明形成的配合物中没有乙腈存在可认为反应物中与铜配位的四个乙腈被吡啶所取代1094 cm -11576 cm -1ßÁऻ·µÄ¹Ç¼ÜÉìËõÕñ¶¯²úÉú3449 cm -1宽吸0.00.20.40.60.81.0A收带是测定样品时采用溴化钾压片法表3.1 Ph2Ppy及其配合物的UV和FT-IR光谱表征数据Table 3.1 Characterization data of Ph2Ppy and its complexes with UV and FT-IR spectra compound UV(Peak) nm/Aolvent: CH2Cl2FT-IR /cm-1Ph2Ppy 228, 1.072 260, 1.025-Pd(Ph2PPy)2Cl2228, 0.994 274, 0.539 340, 0.267Cu(Ph2PPy)4Cl4]ClO4228, 0.986266, 0.533344, 0.1181642622 ClO4-066, 1576, 435, 750, 690 Ph, Py图3.3 配合物[Pd2Cu(Ph2PPy)4Cl4]ClO4的红外光谱Fig. 3.3 FT-IR spectra of [Pd2Cu(Ph2PPy)4Cl4]ClO4基于以上研究物设计合适的配体3.4 二-(2-吡啶基)苯基膦配体及其配合物的合成3.4.1 合成方法研究1948年产率很低[ 9]N Br Et2O N MgBr2N P NPh在合成过程中导致合成的产率较低Schmidbaur改进了合成方法[66]½«ºÏ³É²úÂÊÌá¸ßµ½39%NBr N LiPhPClN P NPhn-BuLi在合成2-吡啶锂盐时反应温度控制在-65的低温下进行Budnikova等[67]用电化学方法并用镍催化剂催化2-氯吡啶与二氯苯基膦反应产率为68%²ÉÓýðÊôÓлú»¯Ñ§µÄ·½·¨½«²úÎïµÄºÏ³É²úÂÊÌá¸ßµ½83%ºÏ³ÉµÄ²úÎïÒ×·ÖÀëÓÃÓлúÈܼÁÝÍÈ¡²úÎï¶þ-(2-吡啶基)苯基膦达到分离目的用正己烷洗涤即可除去PhPH2n-BuLiPhPLi2NNN PPh3.4.2 产物表征在紫外可见光区(价电子)和n 电子(非键电子)等三种在吡啶环中除产生亦可能产生n *跃迁*跃迁的吸收波长要长并和三苯基膦发现把三苯基膦上的苯基换成吡啶基团后由于n*跃迁为禁阻跃迁随着吡啶基团的增加从中可以看出合成的产物含有苯基和吡啶基团┄PhPPy2µÄ×ÏÍâ¹âÆ×¼×´¼190-350nmFig. 3.4 UV spectra of Ph 3P Ph 2PPy‥‥(nm) 2002202402602803003203400.00.20.40.60.81.0A表 3.2 化合物PhPPy2的UV 光谱和1HNMR谱表征数据Table 3.2 Characterization data of PhPPy2 with UV and 1HNMR spectracompound UV(Peak) nm/ASolvent: MeOH 1HNMR /ppm Solvent: CDCl3PhPPy2201, 0.918260, 0.280 8.703,8.688(d) 6-Py-H 7.1-7.7(m) Ph-H ,Py-H在有机化合物结构分析中核磁共振氢谱能提供重要的结构信息耦合常数及峰的裂分情况在核磁氢谱中氢的峰面积与氢的数目成正比这对确定化合物的结构式至关重要核磁共振谱线发生分裂反映了相互耦合作用的强弱31P的自旋量子数I为1/2Ò»ÖÖºÍÍâ´Å³¡´óÌåƽÐÐÔÚ»¯ºÏÎïÖÐH与P耦合产生分裂n表示产生耦合的原子核(其自旋量子数I为1/2)的数目测定了合成产物PhPPy2的核磁共振谱在高场与5-Py-H发生耦合使得分裂为双重峰6-Py-H与化合物中其它氢的积分比列与理论值基本相符可确定化合物为合成的目标产物图 3.5 室温下化合物PhPPy2的300M 核磁共振氢铺CDCl3²ÉÈ¡ÒÔÏ·ÏߺϳÉÁ˵¥ºËÅäºÏÎﷴʽ-氯化{二[二- (2-吡啶基) 苯基膦]}合钯再与配体进行反应生成trans-Pd(PhPPy2)2Cl2PdCl2+NH CH3CHCl3NH CH3PdCH3Cl NP NPhN P NPhN P NPhCl与双齿吡啶膦配体相比适合于用自组装的方法合成多核金属配合物三核配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4] ClO4¶ÔÅäºÏÎï½øÐÐÖؽᾧ·´Ó¦·½³ÌʽÈçÏÂËùʾÓÎÀëµÄÒÒëæÖÐëæ»ùÌØÕ÷Æ×´øλÓÚ2250-2240cm-1处在2200~2000 cm-1处出现尖锐的CN特征谱带测定所合成配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4晶体的红外光谱在谱图中(CN)振动谱带反应物中与铜配位的四个乙腈被吡啶所取代1090 cm-11578 cm-1ßÁऻ·µÄ¹Ç¼ÜÉìËõÕñ¶¯²úÉú3426 cm-1宽吸收带是测定样品时采用溴化钾压片法红外光谱数据初步表明与铜配位的乙腈消失生成了三核金属配合物图3.6 配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4的红外光谱Fig. 3.6 FT-IR spectra of [Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4为进一步确定配合物的组成铜在配合物中的含量为4.65%(按结构式[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4算考虑在操作过程中的误差和仪器测量的系统误差测定结果证明了在配合物中单核钯配合物和铜离子是按化学计量比2:1的比例进行了组装人们经常使用基于Hatree-Fock方程的ab initio从头计算法须对分子进行结构优化大部分的金属配合物都使用PC Spartan1.07软件中的PM3(PM/D)半经验方法进行优化在配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4]ClO4中对配合物分子进行计算机优化如图3.7所示Pd(1)-Cu(1)-Pd(2)键角为169.8金属之间基本呈一直线链构型与Pd配位的氯Cl(1)-Pd(1)-Cl(2)的键角由于组装后分子结构的改变也发生改变变为165可能是由于金属-金属间弱相互作用导致具金属-金属键的配合物有特征的电子光谱随着金属链长度的增加可以用分子轨道图来表示分子间分子轨道的相互作用[68]¿ÉÒÔ¿´³ÉÓÉÈý¸öP2Au单元连接组成的配合物Au键的方向作为Z轴在D×î¸ßÕ¼¾Ý¹ìµÀÄÜÁ¿Ë³ÐòÊÇd xzd yz<d x2-y2×îµÍ¿Õ¹ìµÀÊÇp z形成二核和三核Au配合物中d p*电子跃迁能量要小*> d d*轨道分裂能比d*轨道分裂能大三核Au金属配合物d p dd p图3.8 D2h对称体系的具d10P2Au配合单元配合物的分子轨道相互作用Fig. 3.8 Molecular-orbital interaction for complexes containing d10P2Au units in D2h symmetry在用组装方法合成的配合物中为观察这种金属-金属相互作用并和配体电子光谱如图3.12所示228nm和260nm分别为苯环和吡啶环的吸收带吡啶环的吸收带红移至266nm¼ÓÈë[Cu(CH3CN)4]ClO4形成配合物[Pd2Cu(PhPPy2)4Cl4] ClO4后这可能是铜和钯之间存在弱的金属-金属键相互作用导致可以定性判断单核配合物和[Cu(CH3CN)4]ClO4发生反应后生成了新的配合物须测定晶体的单晶结构。
无机化学[精选5篇]
无机化学[精选5篇]第一篇:无机化学骨与牙釉质组织的生物矿化及磷酸钙材料仿生合成研究进展摘要:骨和牙釉是典型的有机基质介导生成的生物矿化材料,其中的矿物相都属于以磷灰石为主的钙磷酸盐系统,但有机基质的不同使得晶体尺寸、形貌及排列方式迥异.本文综述了有关骨和牙釉组织的生物矿化研究,重点探讨对这些天然牛物矿化组织的分级结构、基质蛋白的自组装及调控矿化机理的认识.在此基础上,磷酸钙材料的仿生合成以期应用于硬组织的缺损修复或再生医学也是目前的重要研究内容.生物体控制形成矿物质的过程称之为生物矿化.生物矿化材料的综合性能比起传统工艺下人工合成的相同成分的材料有诸多优点.将生物矿化的基本原理应用于材料化学,并结合包括纳米技术在内的先进材料合成与制备工艺,形成了仿生材料科学与技术,受到材料科学、物理、化学、生物、医学、以及电子工业等众多领域的关注.骨和牙齿的形成是典型的有机基质模板介导下的生物矿化过程,即矿物相的形核、生长、晶型、取向、大小、形状、有序排列等特性及热力学与动力学过程的调控都是在有机基质模板的介导下完成的.骨和牙釉中的矿物相,化学组成上都属于以碳酸磷灰石为主的钙磷酸盐系统,但晶体尺寸、形貌及排列方式则完全不同,这正体现了有机基质模板的调控功能在矿化过程中的关键作用.本文综述了有关骨和牙釉组织的生物矿化研究,重点探讨目前对这些天然生物矿化组织的分级结构、基质蛋白的自组装及调控矿化机理的认识.在此基础上,磷酸钙材料的仿生制备以期应用于骨与牙齿的缺损修复或再生医学也是目前的重要研究内容.关键词:骨;牙釉;生物矿化;仿生合成1 骨组织的生物矿化1.1骨的分级结构天然牛物材料的一个显著而独特的特征是其具有从微观、介观直到宏观尺度的精巧而复杂的分级结构.骨的分级结构已经有若干种表述.在这一模型中,骨组织被视为以矿化的胶原纤维为基本单元分级组装而成的一类材料,不同结构层次上的骨材料都具有与其功能相适应的力学性能.第一级结构为构成骨的基本组分:水、羟基磷灰石、胶原蛋白及其他基质成分.骨中的羟基磷灰石含有碳酸根,若占据羟基位置称为A型碳酸磷灰石,若取代磷酸根则称为B型碳酸磷灰石,后者为骨中主要的矿物相.骨矿晶体形状为不规则的片状,厚度为2—5nm,宽度约为20nm,长度通常为40~60nm.骨中的胶原蛋白主要为I型,其分子是由三股多肽链相互缠绕而形成的,具有三重螺旋结构,这种原胶原分子以相互错开四分之一的阵列规则排列构成胶原纤维,并形成了孔区与重叠区相互交替的周期性结构,周期大约为67nm¨¨.胶原纤维提供了矿物沉积的模板,矿物在孔区择优形核.目前较普遍的观点认为,某些非胶原件蛋白结合在胶原纤维的孑L区,提供矿物形核的位点并规范矿物的取向,还可起到桥接矿物与胶原的作用.骨矿的磷灰石晶体具有择优取向,其晶体学c轴相互平行同时平行于胶原纤维的轴向.这样就构成了骨的摹本结构单元一矿化的胶原纤维,这是骨的第二级结构.这些矿化胶原纤维进一步集结成束,形成骨的第三级结构,其中沿长轴方向相互平行排列是最常见的方式.第四级结构包含了胶原纤维束的不同排布方式,如平行阵列、无序编织排布、层板状结构、放射状阵列等.平行阵列在平行纤维骨中最为常见,其结构上的各向异性使得其在增强特定方向上的力学性能时最为有效.无序编织排布常出现在胚胎骨或骨折愈合的早期,这种结构的骨组织生成速度较快但不具有承重的功能.层板状结构是板层骨的典型特征,具有由一系列骨板构成的层状结构,每个骨板中的胶原纤维相互平行排列,相邻骨板中的胶原纤维取向互成一定角度.放射状阵列是牙本质(与骨组织的组成较为接近)中的特征性结构.骨的第五级结构由称为哈佛氏系统或骨单位的圆柱状单元构成,其含有与板层骨类似的层板状结构,不同之处在于其多层骨板呈柱状布.个哈佛氏系统或骨单位一般是由4~20个同心骨板围绕哈佛氏管构成的,典型的骨单位的直径约为150—250斗m.就力学性能而言,尽管轴向的力学性能仍然高于径向的力学性能,但哈佛氏系统力学各向异性的程度已经大大减弱,这对于骨组织适应多种类型的力学环境是必要的.哈佛氏系统与骨组织的重塑活动密切相关.骨的最后两级结构涉及骨的组织学和解剖学,骨可被视为一种多孔材料,皮质骨的孔隙率约为5%一30%;松质骨是由板状或棒状的骨小梁相互交织构成的三维多孔网络,其孔隙率高达90%,骨小梁的排列受生物力学规律的控制,孔洞大小不一但彼此贯通,孔中充满骨髓组织.松质骨和皮质骨的表观密度(单位体积骨的质量)差别较大,松质骨O.1~O.99/cm3,皮质骨约为1.6~2.09/cm.1.2胶原蛋白介导矿化的模型骨的形成涉及成骨细胞的活动,成骨细胞合成分泌有机基质构成有序模板先于矿化发生,这一高度有序的胶原基质称为类骨质,类骨质随后矿化成骨.矿化既可发生于构造的胶原基质中,也可发生于细胞膜系统的基质囊泡中,其中胶原蛋白的有序自组装对矿物晶体的有序排列具有决定性作用.在胶原蛋白介导的矿化中,胶原纤维本身可提供钙化形核的功能点,早期观点认为胶原纤维的孔区可以直接引发磷酸钙盐的形核,目前较普遍的观点认为,胶原纤维主要是起结构框架的作用,其规则排列形成的周期性分布的孔区提供了矿物形核的模板,而结合在孔区内或附近的非胶原蛋白,尤其富含羧基或磷酸基团并具有B折叠构象的酸眭蛋白如骨涎蛋白等,则提供形核位点、控晶体取向并在矿物与胶原之间提供架桥.胶原蛋白分子富含甘氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸,构成其超螺旋分子结构的三条多肽链均具有Gly—x—Y的特征氨基酸重复列.胶原蛋白分子可简单视作直径1.23nm,长约300nm的棒状分子,一般认为五个分子平列,相互错开大约四分之一分子长度从而组装成为胶原微纤维幽J,具有孔隙区与重叠区交替分布的周期性有序结构.微纤维进一步组装成为胶原纤维和纤维束,相邻微纤维的孔隙区贯通形成沟槽以容纳磷灰石晶体在宽度方向上的长大.这种胶原蛋白介导矿化的模式是Landis等基于对矿化的火鸡肌腱的研究提出的.羟基磷灰石晶体首先形核于孔隙区,进而可生长扩展至重叠区,晶体c轴沿胶原纤维长轴择取向. 1.3骨基质蛋白与矿物相互作用的机理基质蛋白与矿物晶体的相互作用,特别是有机一无机界面上的分子识别机理是生物矿化研究的核心内容之一.具体包括晶格几何特征的匹配、静电势相互作用、极性、立体化学因素、空间对称性和表面形貌等方面.研究表明,胶原分子中大约11%的氨基酸残基含有羧基,在pH 中性的溶液环境下,大部分可离解成为负电性基团,通过与钙离子的较强的亲和性而对矿化过程起到促发和控制的关键作用.此外,胶原超螺旋分子结构中的羰基也被认为可以与钙离子发生螯合作用,特别是在矿化过程的初期提供了矿物的形核位点.骨中的非胶原蛋白是矿物形核的关键调控因素.尽管含量很低,但多数属于酸性生物大分子,与钙离子较强的亲和性使得它们对矿物的形成具有促进和抑制的双重调节功能.蛋白分子中某些特定的二级结构构象如B折叠,可与骨矿晶体的特定晶面发生择优相互作用,从而对矿物的形核及形貌施加影响旧引.骨钙蛋白是骨中含量最丰富的非胶原蛋白.Hoang等应用x射线衍射技术解析出了猪的骨钙蛋白的晶体结构,并提出了其与羟基磷灰石特定晶面相互作用的机理模型旧3|.猪的骨钙蛋白中包含三个a螺旋二级结构,进一步折叠成为一个独特的球状蛋白分子.其中a1螺旋上的三个^y一羧基谷氨酸残基(G1a17,G1a2l和Gla24),以及a2螺旋上的一个天冬氨酸残基(Asp30)可以螯合五个钙离子,这些钙离子的空间排布具有一定的周期性,模拟研究表明其与羟基磷灰石晶体特定晶面上的钙离子晶格点阵具有高度的匹配性.2牙釉组织的生物矿化 2.1牙釉的分级结构成熟牙齿牙冠表面约1~2mm的部分是牙釉质,其矿物相含量可达95%以上,是人体内最硬的组织.作为牙本质的保护层,牙釉质直接承受咀嚼食物时产生的压力及摩擦力,并且需要在口腔中复杂的生理环境下行使功能.牙本质的成分与骨相似,其韧性较好,在牙釉质下面可起到缓冲的作用,有效避免牙釉质的脆性断裂.有关牙釉质、牙本质及两种组织结合处的结构特征和力学性能是众多研究的主题.牙釉从纳米至宏观尺度的分级结构牙釉中的羟基磷灰石晶体与骨中的晶体有很大的不同,成熟组织中矿物结晶度较高,晶体c轴择优生长,形貌为长带状,具有很高的长径比,厚度与宽度为30~60nm,长度可达毫米量级旧瑚J.发育初期的矿物晶体为细长带状,厚度只有几个纳米,宽度为30nm左右,由于晶体高度取向,平行排列并首尾相接,使得对单个晶体长度的测量存在不确定性,有观察表明其长度至少可达300nmL2sJ.牙釉中不含胶原纤维,发育早期的有机基质主要成分为釉原蛋白,含量较丰富的非釉原蛋白包括成釉蛋白、釉蛋白及两种蛋白酶组分.牙釉的生物矿化也是在有机基质的介导下进行,与骨组织的不同之处在于,伴随组织发育的进程,尤其是成熟期,有机质绝大部分被酶解而消失,矿物晶体在厚度和宽度方向上长大并紧密接触.除了牙齿表面的矿物可发生有限的溶解一再沉积的物理化学过程外,牙釉组织不经历生理重塑过程,缺损后也不能自行修复.在微米尺度上,牙釉的典型结构是由称为釉柱和柱间釉质的两种结构单元相互交织构成的.单个釉柱的直径约为3~5斗m,由上述c 轴取向的带状磷灰石晶体集结成束而构成,一排釉柱平行排列,呈现层状结构,进而由多层釉柱构成复杂而有序的结构.柱间釉质填充了釉柱间的空间,同样是由磷灰石晶体平行堆垛而成,但两种结构中的带状晶体长轴方向互成一定的角度.釉柱的排布方式在物种间也有差别,如在啮齿类动物的门齿牙釉中,相邻两层釉柱的走向互相交叉成一定角度,而人类的牙釉中,这种“交叉”结构存在于更大的尺度上,其中多层平行排列的釉柱构成一组釉柱群,两种走向的釉柱群交替排布,形成了称为“Hunter.Schreger带”的结构.这种不同层级上的交叉结构对于防止微小裂纹的破坏性扩展是非常重要的.此外,在牙冠表面及接近牙本质的界面处往往形成无釉柱型结构或者过渡型结构.2.2釉原蛋白的超分子自组装牙釉组织的复杂结构与成釉质细胞的活动和釉质基质蛋白的特性密切相关.釉柱的发生及规则排布是细胞直接调控的结果,而纳米结构的构建是通过以釉原蛋白为主要成分的釉质基质的介导完成的,尤其是磷灰石晶体的独特形貌、尺寸、择优取向及规则组装.发育初期的牙釉组织中有机基质含量约占三分之一,其中90%为釉原蛋白.全序列釉原蛋白分子富含脯氨酸、谷氨酸、组氨酸及亮氨酸,主体疏水性较强,而羧基端的十几个氨基酸序列具有较高的亲水性并存在带电基团的富集.目前对该蛋白分子的二级结构和三级结构的认识还很有限,部分原因在于其具有较强的团聚特性.研究表明釉原蛋白可自组装成为直径几十个纳米的球状团聚体,这种“纳米球”结构被认为是发育期牙釉组织细胞外基质的基本结构单元蛋白中进一步发现该蛋白可通过分子的逐级组装形成多聚体,“纳米球”及“纳米球链”,直至具有双折射特性的微米尺度的条带状高级结构L30捌J,以这种“微条带”为矿化模板在体外构建了高度取向的磷灰石晶体的平行规则排布,形貌上与发育期的釉柱结构有一定的相似性Ⅲ],由此揭示了釉原蛋白自组装形成的“纳米球链”结构在牙釉矿化早期晶体的取向形核中起着重要调控功能∞1。
高等师范院校无机化学实验论文
高等师范院校无机化学实验论文1高等师范院校无机化学实验改革的必要性和迫切性化学实验是化学发现与创新的源泉,是培养化学创新人才的重要途径。
为了适应社会和科学技术飞速发展的需要,对化学人才培养质量的要求也越来越高[1-3]。
我们知道,无机化学实验是化学专业的大一新生进入大学校门后的第一门实验课,学生通过对无机化学实验的认真学习,逐步形成一定的化学素养和创新能力,为以后的有机化学实验、分析化学实验和物理化学实验打下坚实的基础。
因此重视无机化学实验的改革,充分发挥无机化学实验的重要作用,是更好地提升学生科研能力和创新思维能力的重要途径[4]。
2高等师范院校学生对无机化学实验的态度分析经过多年来的无机化学实验教学和实践,以及对学生的观察和交流,我们可以将学生对无机化学实验的态度分为三类:第一类学生对化学实验根本不感兴趣,是化学实验的被动者。
这类学生经常逃课,甚至让别人代替做实验、伪造实验数据和结论,完全无视无机化学实验的重要作用。
第二类学生做实验的目的仅仅是为了获得实验成绩和顺利取得学分,所以只是机械地按实验课本的步骤或教师的要求完成实验,很少动脑思考,更谈不上创新。
第三类学生对化学实验很有兴趣,喜欢动脑思考,喜欢提问题,他们有着探求未知世界的心理倾向,对化学实验充满激情[5]。
3无机化学实验改革的建议、方法和措施目前高校的无机化学实验教学中存在的主要问题大致分为以下三个方面。
(1)如何运用多种方法提高学生对无机化学的兴趣,变要我做实验为我要做实验,真正从无机化学实验的被动学习变为无机化学实验的主动学习者,让每一个学生都对无机化学实验充满激情,为以后的化学学习打好基础。
①注重培养学生对无机化学实验的兴趣。
现代心理学家告诉我们,轻松、愉快、乐观的良好情绪,这种状况不仅能够使人产生超强记忆力,而且能够活跃创造性思维,充分发挥心理潜力。
而焦虑不安、悲观失望、忧郁苦闷等不良情绪,则会降低人的智力水平[6]。
因此,强迫性的学习将会扼杀学生探求真理的欲望。
生物无机化学期末论文5篇
生物无机化学期末论文5篇第一篇:生物无机化学期末论文生物无机化学期末论文要求:1、A4纸,小四宋体,内容最少三篇。
2、包括题目,正文即可,无须写摘要、关键词等。
3、引用部分用“[文献数字序号1或2·····]”文中标注,最后注明出处。
另,注意分子式上下角标、空格、行距(1.0)等,写作要规范。
4、写成科普性质小论文,知识点与生物无机化学相关的均可(如:氨基酸、肽、核酸、维生素、各种酶、氧载体、离子跨膜运送等),要专业性与实际联系兼顾。
另,写的不要太泛,要找准一个切入点,从不同角度,深入细致的介绍。
5、以下是一些题目,仅供参考。
一、氨基酸与心脑血管病。
二、多肽与SARS病毒。
三、蛋白质错误折叠与“构象病”。
四、喝酒后“有的人脸红”,“有的人脸白,不出汗”,“有的人脸白,出汗“,为什么?从酶催化角度加以解释。
五、某种生命元素介绍。
六、关于维生素的发现、生产与应用。
七、某种酶(钼酶、锌酶、铜酶等)的催化机理与应用(食品、医药、能源等方面)。
八、激素功能(如:根据激素的功能分析人在非常激动或发怒时会出现怒发冲冠的现象)。
九、烫发与蛋白质变性、复性。
十、长期营养不良人为什么会“浮肿”。
十一、“有氧运动”和“无氧运动”中能量代谢的途径有哪些不同?十二、端粒、端粒酶与衰老。
十三、转基因食品的利与弊。
十四、嫩肉粉与蛋白酶。
第二篇:123生物无机化学论文格式生物无机化学论文格式如下:♣小论文(不少于2500字)30﹪;参考文献不得少于5篇,而且其文献的电子版必须以email形式发到指定邮箱20﹪♣《生物无机化学》课程考查论文的说明♣课程考查论文相关要求如下:♣1、主题:生物无机化学♣2、格式:♣题目(中英文);作者(姓名,学院及专业,学号);摘要(中英文);关键词(中英文);内容(前言,正文,结束语);参考文献♣3、提交方式:电子版+打印版各一份,2010年11月20日前交(email:)。
无机化学的发展前景 论文
无机化学的发展前景化学10本1王小苹110711031摘要:化学的发展,对人类社会的进步至关重要。
化学与人们的生活息息相关,了解化学的发展史,有助于我们更好的利用化学化学的历史渊源,不管是过去、现在还是未来,人类社会的发展都离不开化学,化学与人类生活息息相关。
在现代社会,化学与其他学科的关系越来越紧密,化学理论和分析方法也日益完善,随着一些新概念的出现,化学出现了多个分支,形成了不同的分析领域。
化学的历史渊源非常古老,可以说自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。
钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器等等。
当时只是一种经验的积累,化学知识的形成和发展经历了漫长而曲折的道路。
而它的发展,又极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。
关键词:化学史化学家发展发展前景时期化学史大致分为以下几个时期:(一)化学的萌芽时期也就是从远古到公远古的工艺化学时期,元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,等等。
这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期.(二)炼丹和医药化学时期,约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、炼金术所控制。
为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,虽然他们都以失败告终,但在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金"的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验.在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书耕,第一次有了“化学"这个名词.英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。
chemist至今还保留昔两个相关的含义:化学家和药剂师.但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥,中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。
无机化学小论文
无机化学小论文题目名称:硅烷化技术的应用及发展系部名称:理学院化学系班级:11081501学号:2015302771学生姓名:李斯涵指导教师:岳红2016年1 月论文题目摘要材料表面工程技术是在不改变材料基本组成的前提下,投入较少的费用,大幅度地提升材料性能,是国民生产生活中必不可少的一门技术,其中金属磷化技术由于其所具有的优良特性,在涂装前处理、润滑、除锈等行业得到了广泛应用。
但由于当今世界节能减排和清洁发展的需要,磷化技术已经不能很好的适应社会发展需要,而我们可以用性能更好,对环境友好的硅烷化处理技术取代传统磷化技术。
本文主要简介了材料表面处理技术、金属磷化技术、硅烷偶联剂、硅烷化技术,讲解了硅烷化技术的特点,应用,及发展趋势。
关键词:关键词1 材料表面工程技术; 关键词2 金属磷化技术; 关键词3 硅烷化技术目录摘要 (I)一、金属表面处理技术概述 (1)二、金属磷化技术 (1)(一)发展概况 (1)(二)特点与应用 (1)三、硅烷偶联剂 (2)(一)硅烷偶联剂的概念 (2)(二)硅烷偶联剂的发展简述 (2)四、硅烷化技术 (2)(一)硅烷化技术的概念及其作用机理 (2)(二)硅烷化技术相对于磷化技术的优势 (3)(三)硅烷化技术的具体应用 (3)(四)硅烷化技术的发展 (3)五、结论 (4)致谢 (5)参考文献 (6)硅烷化技术的应用及发展一、材料表面工程概述表面工程的内涵为,从材料表面的实际应用出发,科学设计工艺方法,严格监控工艺过程,实际检测施工质量,并对全过程进行记录和总结,改进其中不足,不断提高技术水平,丰富理论内涵,开发新的用途和应用领域。
表面技术的应用,能使产品不断更新,物美价廉,占领市场并明显提高经济效益,表面技术涉及众多行业。
表面技术种类繁多,按照作用原理,可以分为原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖、表面改性。
按照其含义可大致分为:表面技术的基础和应用理论;复合表面处理技术、表面改性和表面涂覆技术;表面加工技术;表面分析和测试技术;表面工程技术设计等。
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高等无机化学论文
题目:浅谈电化学机械复合光整加工及表面特性研究
浅谈电化学机械复合光整加工及表面特性研究
【摘要】:最近,传统工业中的先进技术,对精密机械零部件的精密和高效提出了越来越高的要求,但是,大多数的光整加工方法很难在高效和高质量两方面满足需求。
而零件的表面状况又与零件的摩擦、磨损及润滑有密切的关系,所以,为了获得与工件的功能相匹配的表面形貌,大多数的精密零件都采用了复合加工的方法以获得一种复合表面纹理【1】。
【关键词】:电化学机械复合光整加工机床研制表面形貌及摩擦磨损
电化学机械复合光整加工是由电化学加工与机械珩磨加工组合而成的新型复合加工技术,可以对各类匀质、导电材料制成的零件进行表面光整加工。
在复合加工方法中,电化学的作用是用来使金属阳极的表面溶解,与其复合的机械形式在实际运用中是多种多样的,各种形式的设备有各自的加工机理与方法。
一.电化学机械复合光整加工机理及设备研制
1.1 电化学的加工机理
电化学加工使用硅整流的稳压电源,并以全波整流取代了过去的半波整流,保持5%以内的纹波,不仅提高了加工速度,而且还遏制了间隙内的电弧和防止污物沉积于阴极。
在调压方面,使用了饱和感抗器调压和晶闸管调压两种方式。
前者更适应目前电化学加工的水平。
电源规格分为3档:小型电源,电流为50~500安,用于加工小孔、去除毛刺、抛光和用于中小型的阴极进行电解车削;中型电源,电流为1000~5000安,用于加工中等面积(50~150厘米2)的型孔和型腔;大型电源,电流为10000~40000安,用于加工大型零件,加工面积可达200~1000厘米2或更大一些。
通常使用的电压范围为12~20伏【2】。
对硬质合金、钨、铜、铜锌合金等材料进行电解加工时,要求使用特殊电源。
因为若用普通的直流电源进行加工,则这些材料点格中的某些原子不易离子化,而点格中的另一些原子却受到大量腐蚀。
例如,碳化钨点格中的碳原子,在正电位条件下不能加工掉,而必须有负电位(即电源电流有负半波);加工铜锌合金用的电源,不但要有负半波,而且对电流的波形,正半波与负半波的间隔和排列方式都有一定的要求。
使用特殊电源也可解决间隙内某些相对惰性离子的积聚以及由此改变间隙电阻和电场分布的问题,从而能有效地提高加工精度。
1.2 电化学机械光整加工的基本原理
光整加工是绝大多数机械零件为改善表面质量的最后一道工序,它将影响到机械设备在运行噪声、使用寿命以及其它方面的使用性能,以及机械产品在生产成本、制造周期等方面的市场竞争力。
目前,局限于光整加工技术的发展现状,像不锈钢装饰板等大型薄板类零件和大型反应釜等粗糙表面零件的光整加工显得十分困难,已经成为制约生产发展的障碍。
电化学机械加工是充分利用电化学加工和机械加工原理的复合而创新出来的新型光整加工技术,它不仅工艺性好,
而且加工后的零件表面质量也尤为突出。
本文在综述丁电化学机械光整加工机理和微观表面特征及其评价体系的基础上,比较系统全面地分析了电化学机械光整加工技术的工艺特性和加工表面的质量特性,针对大面积薄板和粗糙表面的镜面光整加工技术进行了深入的研究和探索。
本文通过对电化学溶解原理和电化学机械复合加工机理的研究,指出电流密度、电解液成分等工艺参数对阳极溶解特性、钝化膜的性质及其动态特性的关系,提出直接通过优化工艺参数达到拓宽对于原始粗糙度的加工范围,在一道工序中一次性地完成镜面光整加工过程的观点和方法;并通过对回转体、深孔、平面和复杂曲面等典型零件表面具有针对性的电化学机械复合模式的选择。
1.3 夹心式电化学机械复合光整加工设备的研制
夹心式复合加工是将电化学加工与机械珩磨加工结合在一起而成的复合加工技术,主要依靠电化学反应使阳极溶解,去除零件表面的金属,机械珩磨的目的是为了去除零件表面微观高点在电化学反应中产生的钝化膜,以便更好地加速这些微观高点处金属的溶解,主要应用在表面光整加工上。
电化学机械光整加工是由电化学加工与机械珩磨或研磨组合而成的复合加工技术,可以对各类匀质、导电材料制成的零件进行表面光整加工。
电化学机械光整加工中,主要靠电化学作用去除零件表面的金属,机械作用是为了去除零件表面微观高点在电化学反应中产生的钝化膜,加速这些微观高?
二.夹心式电化学机械复合光整加工表面形貌特性
2.1硅片化学机械抛光工艺流程
流程:单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片倒角→研磨腐蚀--抛光→清洗→包装
处理的设备:磨床及X-RAY绕射仪。
切片:指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。
切片的设备:内园切割机或线切割机
倒角:指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形,防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。
研磨:指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。
研磨的设备:研磨机(双面研磨)
主要原料:研磨浆料(主要成份为氧化铝,铬砂,水),滑浮液。
腐蚀:指经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。
抛光:指单晶硅片表面需要改善微缺陷,从而获得高平坦度晶片的抛光。
清洗:在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗,这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。
清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。
清洗的方式:主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。
主要原料:H2SO4,H2O2,HF,NH4HOH,HCL 【3】
2.2 电化学机械光整加工的表面形貌特征
通过对电化学光整加工过程中所得到的工件阳极表面微观几何形貌变化的分析,知道电化学光整加工过程是表面微观几何形貌的“圆角化”过程;结合表面微观几何形貌电化学溶解过程所建立的数学模型,提出“尖峰”形表面微观几何形貌的存在有利于改善电化学光整加工质量的观点,并在此基础上借助强化机械作用的手段,实现了大型反应釜内表面的光整加工处理,其表面粗糙度Ra值可在短时间内降至0.04μm以下。
三.电化学机械复合加工零件摩擦磨损特性
3.1 表面特性对工件各种功能特性有很大的影响,以及光整加工对配合表面之间润滑状态和磨擦系数都有影响。
同时利用复合电镀的方法在弹簧钢表面镀覆纳米金刚石复合镀铬层【4】。
利用ML-10型磨粒磨损试验机测定了镀层的磨粒磨损性能,利用扫描电子显微镜分析了镀层的表面形貌。
结果表明:纳米金刚石粉的加入提高了镀层的硬度和耐磨性,金刚石含量为1.0%时耐磨性最佳。
四.结论与展望
我们目前已经提出了一种新型的光整加工方法—电化学机械复合光整加工(ECEF)。
根据ECEF的加工原理及特点,对一台普通卧式车床进行了改造,自行研制了复式主轴和工具头,为了实现机床与工件之间的绝缘,在复式主轴与机床原来的主轴之间采用了塑性锥套。
在加工用工具头中,采用了弹簧以实现恒压力进给。
根据电解加工对电解液的要求及多种电解液的加工特性,确定了电解液的组份,通过调整工艺参数,实现了加工过程的稳定。
通过对被加工工件的实测,
获得了大量的工件表面特征参数,对这些数据进行分析,得出电化学机械复合光整加工是一种高效经济的光整加工方式【5】。
它可以使阳极的表面被整平,表面粗糙度大幅度降低,高度分布范围减小,概率密度最大值增大,使轮廓的形态更接近于理想平面。
从理论上分析,均有利于降低表面摩擦、磨损,大大提高工件的使用寿命。
相信在科技飞速发展的今天,电化学机械复合光整加工技术一定会不断进步。
参考文献
【1】李洪友 ,周锦进 ,庞桂兵 ,翟小兵;齿轮光整加工工艺及其新进展[J];起重运输机械;2003年03期
【2】周忆,米林,廖强,梁德沛;基于超声研磨的超精密加工[J];航空精密制造技术;2003年01期
【3】王晓明,李洪友,周锦进,张芝涛;脉冲电化学光整加工电源设计与研究[J];电加工与模具;2001年02期
【4】周锦进,方建成,徐文骥;光整加工技术的研究与发展[J];制造技术与机床;2004年03期
【5】王晓明,倪新元,李洪友,周锦进;脉冲电化学光整加工机理及其应用[J];工具技术;2001年05期。