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铜氨配离子结构与稳定性的理论研究
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (3), 384收稿：2023-09-19；录用：2023-11-15；网络发表：2023-11-21*通讯作者，Email:******************.cn基金资助：山东大学教育教学改革研究项目(2023Y105, 2022Y071)•师生笔谈• doi: 10.3866/PKU.DXHX202309065 铜氨配离子结构与稳定性的理论研究王旭洋1,2，张嘉沛1,2，赵立睿2，徐晓文1，邹桂征1，张斌1,*1山东大学化学与化工学院，济南 2501002山东大学泰山学堂，济南 250100摘要：铜(II)氨配离子是分析化学教学中配位平衡及配合物的分布特征部分较为经典的配离子之一。
现行教材大多只给出了部分铜氨配离子的稳定常数，也并未解释铜氨配离子配位数与稳定性之间的关系。
本文使用密度泛函理论，首先通过结构优化给出了铜氨配离子稳定性与配位数和结构的关系，而后进一步通过分析分子内部结构给出了一种回归结构本质的定性解释，既有助于改进教学效果，同时将理论计算应用于分析化学教学过程中，也可增加学生对理论计算的兴趣。
关键词：配位化合物；铜氨配离子；稳定常数；配位场理论；计算化学中图分类号：G64；O6Theoretical Study on the Structure and Stability of Copper-Ammonia Coordination IonsXuyang Wang 1,2, Jiapei Zhang 1,2, Lirui Zhao 2, Xiaowen Xu 1, Guizheng Zou 1, Bin Zhang 1,* 1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.2 Taishan College, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: The copper(II)-ammonia coordination ion represents a quintessential model for understanding the coordination equilibrium and distribution characteristics of coordination compounds in the teaching of analytical chemistry. Current textbooks, however, often limit their scope to providing stability constants for select copper-ammonia coordination ions, without delving into the correlation between their coordination numbers and stability. This study leverages density functional theory to firstly establish a connection between the stability of copper-ammonia coordination ions and their coordination numbers, achieved through structural optimization. Subsequently, it offers a qualitative interpretation by examining the molecule spatial configuration, shedding light on the fundamental nature of these structures. This research not only enhances the effectiveness of pedagogical approaches, but also cultivates students' interest in the application of the theoretical calculations within the realm of analytical chemistry.Key Words: Coordination compounds; Copper-ammonia coordination ions; Stability constants;Ligand field theory; Computational chemistry铜(II)氨配离子是分析化学教学中讲解配位平衡及配合物的分布特征部分时较为经典的配离子之一。
问题式教学法在结构化学教学中的应用：一维势箱中的粒子
大 学 化 学Univ. Chem. 2022, 37 (4), 2106032 (1 of 5)收稿：2021-06-15；录用：2021-07-20；网络发表：2021-09-16*通讯作者，Emails:***************.cn(张冬菊);***********.cn(马玉臣)基金资助：国家自然科学基金(21773139, 21833004)•教学研究与改革• doi: 10.3866/PKU.DXHX202106032 问题式教学法在结构化学教学中的应用：一维势箱中的粒子张冬菊*，马玉臣*山东大学化学与化工学院，济南 250100摘要：一维势箱中的粒子是结构化学课程中的重要内容，包含的知识点多、涉及面广、综合性强，采用“问题式教学法”围绕薛定谔方程的求解和结果讨论进行问题设计，以提出问题为切入点，引导学生通过分析问题和解决问题实现众多知识点的有机关联，加深对量子力学基本原理的认识和理解，取得了较好的教学效果。
关键词：结构化学；问题式教学法；一维势箱中图分类号：G64；O6Application of Problem-Based Learning in Teaching of StructuralChemistry: A Particle in a One-Dimensional Potential BoxDongju Zhang *, Yuchen Ma *School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: In the course of structural chemistry, “a particle in a one-dimensional box” is an important content, becauseit contains many concepts, involves a wide range of knowledge, and is highly comprehensive. Based on the “problem-based learning”, a series of problems were designed on solving the Schrödinger equation and the result discussion.Starting from asking the questions, students are guided to organically connect the knowledge points by analyzing andsolving problems, and to get an in-depth understanding of the basic principles of quantum mechanics. A good teachingeffect has been achieved.Key Words: Structural chemistry; Problem-based learning; One-dimensional potential well1 前言结构化学是化学类各本科专业的必修课，它是连接基础化学和高等化学的桥梁，课程理论性强、知识点多、内容抽象，且涉及较多的数学、物理知识，通常是学生认为难度较大的一门课程[1–4]。
Atkins物理化学第11版英文教材介绍
124Univ. Chem. 2023,38 (6), 124–128•专题•doi: 10.3866/ Atkins物理化学第11版英文教材介绍侯文华1,*，张树永21南京大学化学化工学院，南京2100232山东大学化学与化工学院，济南250100摘要：从编写指导思想、主要内容、章节编排、主要特色、存在的不足等多个维度，对国际著名的Atkins物理化学第11版英文教材进行了较为全面的介绍，对国内物理化学教材建设具有一定的启示和借鉴作用，也有利于国内物理化学相关课程师生了解、学习和使用该教材。
关键词：Atkins物理化学第11版；物理化学教材；介绍；教材建设中图分类号：G64；O642.1An Introduction to Atkins’ Physical Chemistry (11th Edition)Wenhua Hou 1,*, Shuyong Zhang 21 School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China2 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract:The Atkins’Physical Chemistry(11th edition) is comprehensively introduced from several aspects including guiding principles of textbook compilation, main contents, chapter and section arrangements, main features, and some shortcomings. It can provide certain revelation and reference for the construction of domestic physical chemistry textbooks, and is also helpful for the teachers and students in the physical chemistry related courses to understand, study and use this book.Key Words: Atkins’ Physical Chemistry (11th edition); Physical chemistry textbook; Introduction;Textbook construction由英国牛津大学Peter Atkins教授领衔编写的Atkins’Physical Chemistry教材是一本经久不衰的畅销书；该书自1978年出版第1版以来，不断修订完善(第10版，2014年；第9版，2009年；第8版，2006年；第7版，2002年；第6版，1998年；第5版，1994年；第4版，1990年；第3版，1986年；第2版，1982年)，内容和形式等不断推陈出新、与时俱进，至今已经修订至第11版[1]，被国内外许多高校选为物理化学教学的指定教材或者参考书，可见其旺盛的活力和广泛的影响。
催化剂相关概念的辨析
大 学 化 学Univ. Chem. 2021, 36 (2), 2002046 (1 of 6)收稿：2020-02-20；录用：2020-03-30；网络发表：2020-04-10*通讯作者，Email:***************.cn.•自学之友• doi: 10.3866/PKU.DXHX202002046 催化剂相关概念的辨析凌晨，张树永*山东大学化学与化工学院，济南 250100摘要：催化剂的概念最早建立于1835年，之后历经了诸多变化。
1996年，IUPAC 名词推荐委员会给出的新定义迄今未被普遍接受。
本文对催化剂的特征进行了分析，明确了催化剂的最本质特征，给出了催化剂定义的建议。
从催化剂作用机制出发，辨析了负催化剂概念的问题，支持用抑制剂替代负催化剂。
本文对正确认识催化剂概念，纠正现行物理化学教材中的一些错误认识具有指导意义。
关键词：催化剂；定义；特征；负催化剂；抑制剂中图分类号：G64；O6Analysis of the Definitions Related to CatalystChen Ling, Shuyong Zhang *School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: After first established in 1835, the definition of catalyst has undergone several progresses. In 1996, IUPAC Nomenclature Committee proposed a new definition of catalyst. But till now this new definition has not been adopted extensively. In this paper, the fundamental characteristics of catalyst are listed and discussed with the essential features being clarified. Based on these discussion, a new definition of catalyst is suggested. The concept of negative catalyst is analyzed based on the essential features of catalyst. It is suggested to replace negative catalyst by inhibitor. It is meaningful for us to get a better understanding of catalyst and correct misunderstandings in the present physical chemistry textbooks.Key Words: Catalyst; Definition; Feature; Negative catalyst; Inhibitor人类使用酵母和酒曲制作酒、醋的历史可以上溯到史前。
环辛四烯的结构、芳香性及其异构化反应
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (1), 351收稿：2023-06-02；录用：2023-08-07；网络发表：2023-08-14†共同第一作者，对本工作有同等贡献*通讯作者，Email:***************.cn基金资助：国家自然科学基金(22273051, 21833004)；山东省高等教育本科教学改革研究项目(Z2022169)；山东大学教育教学改革研究项目(2022Y072)；2022年山东大学研究生教育优质课程建设项目•自学之友• doi: 10.3866/PKU.DXHX202306006 环辛四烯的结构、芳香性及其异构化反应凡维†，钱旭清†，王宇轩，杨佳璐，张孙秋骏，王信凝，韩俊骁，鹿成龙，张冬菊* 山东大学化学与化工学院，济南 250100摘要：环辛四烯为八个sp 2碳原子构成的环状轮烯，对其结构和性能的理解涉及一系列化学基本理论和基本概念的应用。
本文通过本科生创新实验指导学生用计算化学方法研究了环辛四烯的电子结构、几何构型、芳香性、异构化反应等内容，以期引导学生达成如下学习目标：1) 充分认识结构决定性能、性能反映结构的科学思想；2) 了解Hückel 分子轨道法(HMO)处理4n 型π电子体系的局限性；3) 区分芳香性、反芳香性和非芳香性等基本概念，理解判定共轭π电子体系基态(单重态)芳香性的Hückel 规则以及激发态(三重态)芳香性的Baird 规则；4) 明确计算化学方法是理解物质结构和性能的重要手段。
关键词：环辛四烯；Hückel 分子轨道法；芳香性；量子化学计算中图分类号：G64；O6Structure, Aromaticity, and Isomerization Reactions of CyclooctetraeneWei Fan †, Xuqing Qian †, Yuxuan Wang, Jialu Yang, Sunqiujun Zhang, Xinning Wang, Junxiao Han, Chenglong Lu, Dongju Zhang *School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: Cyclooctatetraene is a cyclic polyene composed of eight sp 2 carbon atoms. Understanding its structure and properties involves the application of various fundamental chemical theories and concepts. This article guides undergraduate students to use computational chemistry methods to investigate the electronic structure, geometric configuration, aromaticity, and isomerization reactions of cyclooctatetraene, with the aim of helping students achieve the following learning objectives: 1) understand the scientific concept that structure determines properties and properties respond to structure; 2) understand the limitation of the Hückel molecular orbital method (HMO) in dealing with 4n-type π-electron systems; 3) distinguish fundamental concepts such as aromaticity, antiaromaticity, and non-aromaticity and comprehend the Hückel’s rule for determining the aromaticity of the ground state (singlet state) of a conjugated π-electron system, as well as the Baird’s rule for determining the aromaticity of excited states (triplet state); and 4) clearly recognize that computational chemistry methods are essential tools for understanding the structure and properties of materials.Key Words: Cyclooctatetraene; HMO method; Aromaticity; Quantum chemistry calculations环辛四烯(Cyclooctatetraene ，COT)，又名1,3,5,7-环辛四烯，无色至淡黄色液体，具有粘膜刺激性，有一定毒性，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等有机溶剂，熔点−4.7 °C ，沸点142–143 °C 。
山东大学化学与化工学院
山东大学化学与化工学院《物理化学（2）》理论课程教学大纲编写人：张树永审定人：编制时间：2017年4月审定时间：一、课程基本信息：二、课程描述（不超过200字，须提供中、英文对照描述）物理化学是化学专业的主干基础课程。
以数学、物理学和物理化学(1)为基础，为后续化学课程的学习以及学生未来从事化学研究和开发工作奠定基础。
物理化学（2）主要包括化学动力学、电化学、表面化学、胶体化学、催化化学、光化学、溶液化学等内容。
其蕴含的方法论知识主要包括：变化过程的表示、相关参数的表征、科学研究的特殊方法、一般方法和化学学科思维等。
物理化学（2）具有完善的知识框架和系统的学科思维体系，对学生理解、思考和判断化学现象，提出、分析和解决化学相关问题具有重要的意义。
通过学习物理化学（2），学生可以发展思维能力、批判精神和创新意识。
Physical chemistry is one of the most important foundation courses for chemistry major. This course sets its base on the advanced mathematics and college physics, provides solid supports for the subsequent courses for chemical major, and strongly backs up the future development of students in chemistry and other related careers. Physical chemistry course covers many chemistry branches such as kinetics, electrochemistry, surface chemistry, colloidal chemistry, catalysis chemistry, photochemistry and solution chemistry etc. Physical chemistry is an accumulation of the important weltanschauung and methodologies of chemistry discipline, including the way to describe change processes, determination of some important physo-chemical parameters, the special method to solve definite problems and the general way of thinking. It has perfect knowledge network and systematic patterns of thinking. It is helpful for students to understand, reflect on and comment on the chemicalphenomena, to find, analyze and solve chemistry and related problems. Physical chemistry (2) pays much more attention to cultivate the thinking ability, critical spirit and innovation consciousness of the students.三、课程教学目标和教学要求【教学目标】通过学习学生可以形成系统的化学理论框架，掌握化学学科的思维方式和解决问题的思路和方法，增强发现和提出问题，对问题进行综合分析，提出解决问题的方案并对方案的可行性和局限性进行评价的能力，养成批判精神、创新意识，发展应用能力，树立正确的世界观、人生观、价值观，能够从化学哲学的角度观察和思考化学学科的发展。
高分子的聚集态结构
3.2 聚合物结晶的形态学 晶体：是由原子或分子在空间按一定规律周期重复地 排列构成的固体物质。晶体中原子或分子的排列具有 三维空间的周期性，隔一定的距离重复出现，这种周 期性规律是晶体结构最基本的特征。 结晶的形态学研究的对象是单个晶粒的大小、形状以 及它们的聚集方式。 形态学的研究手段：广角X射线衍射（WAXD），偏光 显微镜（PLM），电子显微镜（TEM、SEM），电子 衍射（ED）、原子力显微镜（AFM）、小角X射线衍 射（SAXD）等。
μ1，μ2：分别为两种极性分子的偶极矩； R：分子间距离；k：波尔兹曼常数；T：温度。 静电力的作用能量一般在13－21kJ/mol。 PVC、 PVA 、PMMA等分子
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3.1.1 范德华力与氢键
◆诱导力：极性分子的永久偶极与它在其他分子上
引起的诱导偶极之间的相互作用力。诱导力存在 于极性分子与非极性分子之间，以及极性分子与 极性分子之间。
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3.1 聚合物分子间的作用力 由于分子间存在着相互作用，才使相同的或不同的 高分子聚集在一起成为有用的材料。 3.1.1 范德华力与氢键 分子间的作用力:范德华力(静电力、诱导力和色散力); 氢键
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3.1 高聚物分子间的作用力
◆静电力：极性分子之间的引力。
I：分子的电离能； α：分子极化率； R：分子间距离。
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3.1.1 范德华力与氢键 色散力的作用能一般在0.8－8kJ/mol。 在一般非极性高分子中，例如， PE、PP、PS中， 色散力占分子间作用总能量的80～100%。
◆以上三种力统称为范德华力，是永久存在于一切分
子之间的一种吸引力。
化学与化工学院-山东大学本科生院
任选 2 学分 任选 2 学分 任选 2 学分 任选 2 学分 任选 2 学分
00054(00056) 人文学科类（或自然科学类） 2 00055(00057) 社会科学类（或工程技术类） 2 小 计 00090 通识教育选修课组 小 计 sd009201(0-1)0 0102001910 0102002010 0102000620 高等数学（1-2） 大学物理（1-2） 大学物理实验 小 计 无机化学（1-2） 化学分析 仪器分析 有机化学（1-2） 物理化学（1-2） 10 3 3 8 8 1 17 8 4 4 8 8 4 2
总学分：152 学分 ·071·
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七、修业年限：
4年
八、授予学位：
理学学士学位
九、各类课程学时学分比例
课程性质 课程类别 通识教育必修课程 学科基础平台课程 必修课 专业基础课程 专业必修课程 实践环节 不含实验课程 含实验课程 125 学 分 29 17 56 13 10 36 10 27 3 14 152 432 2531+ 21 周 学 时 739 288 1216 288 21 周 832 160 48 224 2963+21 周 100% 17.76% 82.24% 占总学分百分比 19.08% 11.18% 36.84% 8.55% 6.58% 23.68% 6.58% 1.97% 9.21%
三、培养要求：
系统扎实地掌握化学基础知识和基本理论；熟练地掌握化学实验的基本技能；了解化学的发展历史、学 科前沿和发展趋势；掌握本专业所需的数学、物理、计算机等知识，了解化学工程、生命、材料、能源、环境 等相关领域的基础知识；初步掌握化学研究、开发和应用等基本方法和手段，初步具备发现、提出、分析和解 决化学及相关问题的能力；具有安全意识、环保意识和可持续发展理念；掌握必要的信息技术，能够获取、加 工和应用化学及相关信息；掌握一门外国语，具有国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力；具有较强的学习、 表达、交流和协调能力及团队合作精神；具有一定的创新意识和批判性思维；初步具备自主学习、自我发展的 能力，能够适应科学技术和经济社会发展。
宏观非平衡超分子自组装综合实验
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (1), 126收稿：2023-05-17；录用：2023-06-29；网络发表：2023-07-06*通讯作者，Email:**************.cn基金资助：国家自然科学基金(21975145)•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202305057 宏观非平衡超分子自组装综合实验赵婷，李盼盼，王旭*山东大学化学与化工学院，国家胶体材料工程技术研究中心，济南 250100摘要：为了使化学及相关专业本科生掌握水凝胶材料的基本特点及其在宏观非平衡超分子自组装领域的应用，介绍了一个研究型大学化学综合实验——宏观非平衡超分子自组装综合实验。
本实验主要包括基于均相自由基聚合的聚电解质水凝胶的制备方法、基于尿素-脲酶计时反应的宏观非平衡超分子自组装体系的构建方法、组装体性能表征、非平衡组装及解组装的机制探究等内容。
通过本实验的实践，可加深学生对超分子相互作用的理解；掌握相关的聚合物水凝胶的制备和表征方法；以及巩固一些常用仪器的使用方法。
通过教学和实践相结合的方法，建立起教学和科研的桥梁，扩宽学生科学视野，激发研究兴趣，培养学生的创新能力以及科学思维。
关键词：超分子相互作用；非平衡组装；聚电解质水凝胶；脲酶；化学综合实验中图分类号：G64；O6Comprehensive Chemical Experiment of Macroscopic Non-Equilibrium Supramolecular Self-AssemblyTing Zhao, Panpan Li, Xu Wang *National Engineering Research Center for Colloidal Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: In order to enable undergraduate students majoring in chemistry and related fields to understand the basic characteristics of hydrogel materials and their applications in macroscopic non-equilibrium supramolecular self-assembly, we have introduced a comprehensive research-oriented experiment titled “Macroscopic Non-equilibrium Supramolecular Self-Assembly Experiment”. This experiment mainly includes the preparation method of polyelectrolyte hydrogels based on homogeneous free radical polymerization, the construction method of macroscopic non-equilibrium supramolecular self-assembly system based on urea-urease timing reaction, characterization of assembly performance, and exploration of the mechanisms of non-equilibrium assembly and disassembly. Through the practice of this experiment, students can deepen their understanding of supramolecular interactions, master the preparation and characterization methods of relevant polymer hydrogels, as well as consolidate the use of some commonly used instruments. By combining teaching and practice, we establish a bridge between teaching and scientific research to broaden students’ scientific perspectives, stimulate their research interests, and cultivate students’ innovative abilities and scientific thinking.Key Words: Supramolecular interactions; Non-equilibrium assembly; Polyelectrolyte hydrogels; Urease;Comprehensive chemical experiment自然界中的非平衡组装是一个常见且重要的过程[1,2]。
关于沉降平衡高度分布定律的修正讨论
关于沉降平衡高度分布定律的修正讨论王文亮201517111012山东大学化学与化工学院摘要：溶胶达到沉降平衡时满足以下关系式ln(c1/c2)=LV/RT*(ρ-ρ0)(h2-h1)g，其中L是阿伏伽德罗常数，V是粒子体积，ρ是粒子密度，ρ0是溶剂密度。
几乎所有物化课本上都会给出这一公式，但是参考了老师ppt上的推导步骤后，我认为这个公式不是太准确，本文将从两个思路来讨论这个公式的修正。
关键词：沉降平衡；高度分布定律；公式修正1引言在这一部分中我们将讨论三个物理情形。
1.关于浮力和密度的关系：将两个相同的实心铁块分别扔进一杯纯水和一杯盐水中，我们会发现铁块将下沉并静止在杯底，但是铁块所受的杯子对它的支持力并不相同，这是因为溶液对铁块的浮力F=ρgV中ρ并不相同。
类似地，将两个木块分别放入一杯纯水和一杯盐水中，木块下沉高度并不相同，这也是因为溶液密度的不同。
2.关于溶液密度和浓度的关系：考虑一个简单的物理情形，现有一杯稀溶液，不考虑溶剂溶质偏摩尔体积的影响，即假定溶质的加入不改变溶液的整体体积。
慢慢加入溶质，由于ρ溶液=(m溶剂+m溶质)/V，所以溶液密度和溶质的加入量必然存在线性关系，即ρ溶液=ρ0+kc，式中ρ0是溶剂密度，k是比例常数，和加入的溶质种类有关，c是溶质的浓度。
3.关于沉降平衡高度分布定律的经典推导：在重力和粒子布朗运动产生的扩散的综合影响下，溶胶粒子在达到平衡时必然会存在以一稳定的浓度梯度，现对图1所示的分散体系选一微元段进行分析：图1. 溶胶分散体系设溶液在aa’处的浓度为c，bb’处的浓度为(c-dc)。
由于取一微元段，浓度在dh范围内视为均匀分布，则在这一空间范围内分散质粒子数量为：(c-dc/2)AdhL，式中A是截面面积，L 是阿伏伽德罗常数。
考虑到溶液在dh范围内产生的渗透压是π=cRT，即dπ=RTdc。
因此每个粒子承受的向上的扩散作用力为：F d=Adπ/(c-dc/2)AdhL=RTdc/cdhL另一方面，易知单个粒子受到的浮力和重力的合力为：F g=(ρ-ρ0)gV，V=4/3*πr3分散质平衡时F g=F d，所以：(ρ-ρ0)gV=RTdc/cdhL分离变量，并且两边同时取定积分，可得：ln(c1/c2)=LV/RT*(ρ-ρ0)(h2-h1)g至此，我们就得到了沉降平衡高度分布定律的表达式。
第七章 逐步聚合答辩
Na－NaP＋Nc
体系中的结构单元数（即单体数） Na＋Nc
Na＋Nc
1
1+ q
Xn = Na－NaP＋Nc = 1－rP = 1 + q－P
高分子化学与物理
7.5 逐步聚合的实施方法
7.7.2 逐步聚合实施方法 欲使逐步聚合成功，必须要考虑下列原则和措施: ①原料要尽可能纯净 ②反应物应按化学计量或等基团数比配制，分子量可用
nHO(CH2)5COOH
H[-O(CH2)5CO]n-OH+(n-1)H2O
由实验测定残余-COOH数为N，起始-COOH数为N0 反应程度P为参加反应的官能团占初始官能团数的
百分比，所以
P N0 N 1 N
N0
N0
高分子化学与物理
7.3 缩聚反应平衡
定义大分子中结构单元数为聚合度Xn，则：
a官能团的残留数为 Na－NaP b官能团的残留数为 Nb－NaP a、b官能团的残留总数为 Na＋Nb－2NaP 残留的官能团总数分布在大分子的两端，而每个大分子有两个官能 团 则，体系中大分子总数是端基官能团数的一半
（ Na＋Nb－2NaP）/ 2 体系中结构单元数等于单体分子数（ Na＋Nb）/ 2
途广。
醇酸树脂（alkyd resin） • 邻苯二甲酸酐(f=2)和甘油(f=3)缩聚可制得醇酸树脂。 • 主要用作涂料，在原料体系中加入一些二元醇甚至一元酸，
以降低体形结构的交联密度，使其具有一定的柔软度。
高分子化学与物理
7.7 体形缩聚
脲醛树脂
O H2C OH
O + HC OH
H2C Oh O
Xn
结构单元总数 大分子数
H2在Ni粉上的吸附等压线的讨论-山东大学
H在Ni粉上的吸附等压线的讨论2张聪聪201317110137山东大学化学与化工学院摘要：在对物理吸附和化学吸附过程的特点及原理介绍的基础上，对H2在Ni粉上的吸附等压线的变化趋势进行了讨论。
关键词：物理吸附化学吸附吸附等压线在教材中对吸附现象的介绍中，给出了H2在Ni粉上的吸附等压线（图1）。
从图中可看出，在同一压力下，随着温度T的升高，吸附量q的变化分为三个阶段，先减少，再增加，后又减少。
这三个阶段分别对应于物理吸附、物理吸附向化学吸附过渡以及化学吸附。
然而对于H2在Ni粉上吸附这一体系，物理吸附和化学吸附都是放热的，在吸附等压线中的第二阶段即物理吸附向化学吸附的过渡阶段，吸附量却是随着温度的升高而增加的，与热力学原理相违背。
本文将结合H2在Ni粉上的两类吸附的势能曲线，对物理吸附和化学吸附的特点及原理进行介绍，在此基础上解释吸附等压线中的吸附量上升段。
图1.H2在Ni粉上的吸附等压线曲线的压力分别为：（1）0.33kPa（2）2.67kPa（3）8.0kPa1.物理吸附(physical adsorption)气体在固体表面发生吸附时，若吸附质分子与与吸附剂表面的作用是物理性的（如vander Waals力、氢键作用力等），则为物理吸附。
物理吸附在较低温度下即可以很快的速度进行。
考虑在Ni表面上氢的物理吸附曲线p’aa’p（图2）。
氢分子与Ni之间的势能随离开Ni表面的距离(r)而变化。
氢分子与Ni表面的距离很远时，H2与Ni间无相互作用，此时的势能选作零点（即p’的势能接近于零）。
当氢分子靠近Ni的表面时，即r变小时，系统的势能略有降低，此时H2与Ni以引力为主，到达a点时势能最低。
氢分子靠van der Waals力与表面结合，即为物理吸附状态。
由于这种引力的大小与温度关系不大，且引力的作用造成势能降低，即物理吸附不需要活化能，因此物理吸附在较低温度下即可以很快的速度进行。
图2.在Ni表面氢的两类吸附的势能曲线曲线c—化学吸附；曲线p—物理吸附物理吸附是可逆的，即在不改变气体和固体表面状态下定量脱附。
表面活性剂溶致液晶的表征及相图绘制
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (4), 114收稿：2023-09-10；录用：2023-10-30；网络发表：2023-11-22*通讯作者，Emails:**************.cn(马莹);************.cn(杜娜)基金资助：山东省本科教学改革研究项目(Z2021039)•专题• doi: 10.3866/PKU.DXHX202309033 表面活性剂溶致液晶的表征及相图绘制姜渝凯，王一涵，张云恺，尉云平，马莹*，杜娜*山东大学化学与化工学院，胶体与界面化学教育部重点实验室，济南 250100摘要：该实验以离子型表面活性剂C 14TAB-水二元体系为研究对象，通过偏光显微镜和目视观察法详细研究体系的各向同(异)性、双折射、偏光织构等光学性质和相行为，利用小角X 射线散射(SAXS)技术表征溶致液晶相的结构和参数，并绘制其二元相图。
该实验在原有综合化学实验的基础上拓展研究体系，降低实验成本，提升实验准确性，可帮助学生在了解溶致液晶表观性质的基础上，进一步认识其微观结构，掌握表征技术的原理和方法，激发学生对物理化学实验的兴趣，有助于学生科学逻辑思维的拓展和实验技能的提高。
关键词：溶致液晶；表面活性剂；双折射；小角X 射线散射中图分类号：G64；O6Characterization and Phase Diagram of Surfactant LyotropicLiquid CrystalYukai Jiang, Yihan Wang, Yunkai Zhang, Yunping Wei, Ying Ma *, Na Du *Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry (Ministry of Education), School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: Based on the binary system of ionic surfactant C 14TAB and water, the optical properties and phase behavior of them including isotropy/anisotropy, birefringence, and optical texture are studied by polarized light microscopy and visual observation. The structure and parameters of the lyotropic liquid crystal phase are characterized by small angle X-ray scattering (SAXS), and the binary phase diagram is constructed. This experiment expands the research system, reduces the experimental cost, and improves the experimental accuracy based on the original comprehensive chemistry experiment. It is helpful to understand the microstructure and properties of lyotropic liquid crystals; master the principles and methods of characterization techniques; stimulate the interests of students in physical chemistry. Further, it contributes to help students expand their scientific logic and improve their experimental skills.Key Words: Lyotropicliquid crystal; Surfactant; Birefringence; Small angle X-ray scattering表面活性剂溶致液晶的表征及相图绘制[1]是我们在近期实验教学中设计和改进的一个实验项目，适用于物理化学实验或综合化学实验。
光散射
A plot of [KcR(q)]1/2 against q2 linear curves over a wide range
Berry plot
The curves can better be described by the DebyeBueche approximation Kc/R(q) = (1+1/6 u2)2/Mw
➢ Ford，Benedek和Cummins等分别1960’年将光学混频技术首先成功地 用于测定这种已被展宽但仍很窄的中心成分，随后动态光散射迅速发 展。
➢ 1972年Pecora和1974年Chu先后撰写了有关专著，因而从理论到实验 技术上逐渐形成了较完整的动态光散射技术在物理、化学、生物、医 学等领域探讨亚微观世界自然规律中发挥了重要作用。
Dynamic Light Scattering
• autocorrelation function
The physical meaning of the computation of the ACF is that, since the measurement at time t+τoccurs right after the measurement at time t, the signal or information contained in the measured values of x(t) from these two measurements should be somehow related (correlated) if is τsmall.
Polymer : 5x103 - 107 g/mol Particles : 2 - 2000 nm
ZIF-67
大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (4), 163收稿：2023-08-31；录用：2023-10-16；网络发表：2023-11-15*通讯作者，Email:************.cn基金资助：山东大学青年学者未来计划；山东大学实验室建设与管理研究项目(sy20232204)•专题• doi: 10.3866/PKU.DXHX202308117 ZIF-67/氧化亚铜复合材料的制备及其光增强电催化性能研究 ——推荐一个综合性物理化学实验林猛*，陈涵睿，徐聪聪山东大学化学与化工学院，济南 250100摘要：大学物理化学实验多以经典的基础理论验证性实验为主，自主设计性、综合性实验缺乏。
依托于山东大学化学实验教学中心现有的仪器设备及实验条件，设计了制备钴基金属有机框架/氧化亚铜微纳米复合材料，并研究其光增强电催化析氧性能的综合性物理化学实验。
本实验涉及物质合成、结构成分分析、产品性能表征、实验结果处理等方面，在启发学生发现物质结构与性能之间内在规律的同时，巩固了学生对前期所学理论及实验知识的掌握，调动了学生学习的积极性和主动性，提升了学生解决问题和灵活运用知识的能力。
关键词：综合性物理化学实验；光增强；电催化析氧反应；半导体；ZIF-67中图分类号：G64；O64Preparation and Study of Photo-Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution Performance of ZIF-67/Copper(I) Oxide Composite:A Recommended Comprehensive Physical Chemistry ExperimentMeng Lin *, Hanrui Chen, Congcong XuSchool of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: University physical chemistry experiments mainly focuse on classical foundational theory verification experiments, with a lack of independent design and comprehensive experiments. Based on the existing instruments and experimental conditions of the Center for Experimental Chemistry Education of Shandong University, a comprehensive physical chemistry experiment was designed to prepare cobalt-based metal-organic framework/copper(I) oxide micro-nano composites and study the photo-enhanced electrochemical oxygen evolution catalytic performance. This experiment involves aspects such as material synthesis, structural characterization, performance evaluation, and result analysis. It not only inspires students to discover the inherent laws between material structure and properties, but also consolidates their previous theoretical and experimental knowledge, mobilizes students’ enthusiasm and initiative in learning, and enhances their ability to solve problems and flexibly apply knowledge.Key Words: Comprehensive physical chemistry experiment; Photo-enhancement;Electrocatalytic oxygen evolution reaction; Semiconductor; ZIF-671 引言物理化学实验是物理化学教学的重要组成部分，它综合了化学领域中各分支学科所需的基本研究方法和实验技能，是培养学生物理化学基本素养和动手能力的重要教学环节，对提升学生的逻辑思维和科研能力具有重要作用[1]。
高聚物的分子量
端基分析法 End group analysis, or end group measurement 佛点升高，冰点降低，蒸汽压下 降，渗透压法 Osmotic method 光散射法 Light scattering method 粘度法 Viscosimetry，超速离心沉 淀 Ultracentrifugal sedimentation method 及扩散法 Diffusion 电子显微镜Electron microscope， 凝胶渗透色谱法 Gel permeation chromatography (GPC)
(
)
σ
2 w
⎡ = ⎢ M −Mw ⎣
(
)
2
⎤ 2 ⎡ Mz ⎤ ⎥ = M w ⎢ M w − 1⎥ ⎦w ⎣ ⎦
山东大学化学与化工学院
5.1.2 分子量分布宽度
由于分子量的多分散性， σ n ≥ 0 所以， M w ≥ M n 如果分子量是均一的，σ n = 0 则 Mw = Mn 同样的， σ w ≥ 0 所以， M z ≥ M w 如果分子量是均一的，σ w = 0 则 Mz = Mw 综上所述，对于分子量均一的试样， M z = M w = M η = M n 分子量不均一的试样，
C →0
C
C →0
C
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5.2.2 粘度法（粘均分子量） 该法是目前最常用的方法之一 溶液的粘度除了与分子量有关，还取决于聚合物分 子的结构、形态和尺寸，因此粘度法测分子量只是 一种相对的方法
[η ] = KM
α
根据上述关系由溶液的粘度计算聚合物的分子量 试验证明：当聚合物、溶剂和温度确定以后， [η ] 的 数值仅由试样的分子量M决定。
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山东大学化学与化工学院《化工传递过程原理》理论课程教学大纲编写人：秦绪平审定人：编制时间：2017.4.20 审定时间：一、课程基本信息：二、课程描述化工传递过程原理这一课程的实质是结合通量表达式建立数学模型,并强调动量、热量与质量传递过程的类似性和差别。
本课程根据守恒定律，分别建立动量、热量和质量传递的基本微分方程，将已知的物理问题归纳为数学表达式，然后根据具体问题，将方程简化、求解，最后求出速度、温度或浓度分布规律。
本课程使用了偏微分方程，并做了充分的解释，使学生可以掌握这些内容。
The course of Chemical Transfer Process is build mathematic model along with the flux expressions, and emphasis the similarities and differences among the momentum, heat, and mass transfer transport.According to the law of conservation, this course established the basic differential equations of the momentum, heat and mass transfer, using the known physical problems summarized as mathematical expressions. Then according to the specific problem, the equation is simplified and solved. Last the velocity, temperature and concentration distribution are obtained. We introduce the use of partial differential equations with sufficient explanation that the students can master the material presented.三、课程教学目标和教学要求【教学目标】1、本课程在学生所学高等数学基本概念的基础上，进一步学习掌握动量、热量和质量传递所遵循的基本物理过程的规律及类似性；2、根据守恒定律，分别建立动量、热量和质量传递的基本微分方程，即建立数学模型，将已知的物理问题归纳为数学表达式；3、根据具体问题，将方程简化、求解，求出速度、温度或浓度分布规律；4、力图使学生掌握处理工程问题的基本思路和方法，能够实际应用所学知识解决研究和工程中遇到的问题。
金催化炔基苯并二
变为目标产物（P）. 该反应机理的可行性需要用理 Scheme 1 Au(I) ⁃ Catalyzed cycloisomerization of
论化学方法予以验证 . 本文通过密度泛函理论
phenylethynyl⁃benzodioxin(R) synthesizing
（DFT）研究了 Scheme 1 所示的典型反应，给出了新
NBO 3. 1 程序［25］完成，一些关键结构的三维（3D）图采用 CYLview 可视化软件［26］构建 .
2 结果与讨论
2.1
底物配位
图 1 给出了金催化剂与炔基苯并二英之间形成的金-炔基-羰基螯合物（IM1）、金-炔基络合物
Fig. 1
Chemical structures of complexes of the model catalyst (Me)3PAuSbF6 with phenylethynyl⁃benzodi⁃
致两条路径均涉及较高的能垒，与温和的反应条件不一致，故可排除这两条路径发生的可能性 .
在路径Ⅰ和路径Ⅱ涉及的两个过渡态结构中，O 的亲核进攻与 H 迁移是协同过程，研究表明，体系中
Fig. 3
Calculated Gibbs energy profiles with schematic structures for the nucleophilic addition of water mo⁃
现，三苯基膦六氟锑酸金络合物［（Ph3P）AuSbF6］可
高效率催化该反应，异香豆素产率可达 85%. 他们
认为反应涉及底物配位、羰基亲核环化、水分子亲
核加成、丙酮消除、质子化脱金等过程，炔基苯并
二英（R）经历金-π 络合物（A）、烯基金中间体
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获奖项目名称
获得
时间
获奖类别
等级
位次/人数
题目
出版或
发表时间
SCI\EI\ISTP收录
2.表中“获奖类别”系指获国家及省（部）级自然科学奖、技术发明奖、科学技术进步奖、教学成果奖、社会科学优秀成果奖等奖励；“专利类型或专利奖名称”是指技术发明、实用新型和外观设计专利，以及国家和省级专利奖等奖励；“获奖等级”是指最高奖及一、二、三等奖；
3.表中“空白项目”填“无”，不许空项。请确保所有内容填写在当前页内，不得超出本页，不得另附纸。
Adv. Marer.
Adv. Funct. Mater.
Adv. Funct. Mater.
11.336
10.439
10.439
10.439
10.211
10.211
5.696
15.409
10.439
10.439
1/2
1/4
9/10(通信)
5/5(通信)
2/5(通信)
6/6(通信)
2/7(通信)
2/10(通信)
（3）建立了有机胺辅助的复合溶剂体系，大规模制备了ZnSe纳米带，实现了对ZnSe、ZnS、CdS、CdSe等从一维到三维的多种纳米结构的选择性合成，突破了现有的合成方法通常只能适合某些单一纳米材料制备的局限性，发展了溶剂热合成技术。相关研究成果于09年底发表在Adv. Mater.（2009, 21, 5016.）等刊物。
1/6
1/7
专利名称（是否授权）
获得
时间
专利类型或专利奖名称
等级
位次/人数
一种锂离子电池用碳包覆MnO同轴纳米线负极材料的制备方法
2014
发明专利
国家级
1/3
注：1.此表由单位人事（人力资源）管理部门填写（缩放至A4纸张打印）一式1份，须加盖推荐部门（单位）公章，报送省人力资源社会保障厅专业技术人员管理处；
或出版社名称
或发表刊物名称
影响
因子
位次/人数
CASC公益奖学金
安徽省优秀博士学位论文奖
教育部自然科学一等奖
山东大学“985”岗位教授
山东省杰出青年基金获得者
2006
2009
2011
2011
2013
中国航天科技集团公司基金会
安徽省人民政府
教育部
山东大学
山东省
省部级
省部级
省部级
校级
省部级
nic exchange for the synthesis….
附件2
推荐山东省有突出贡献的中青年专家基本情况一览表
推荐单位（盖章）：2015年5月13日
姓名
熊胜林
性别
男
出生
日期
1974年10月22日
推荐顺序
（位次/人数）
学历
研究生
学位
博士学位
现聘专业
技术职务
教授
党内
职务
无
行政
职务
无
工作单位
山东大学化学院
何年入选“百千万人才工程”国家级人选
无
何年度享受国务院颁发
MultifunctionalCoO@Cmetasequoia….
Constructed Functional Systems from Mn2O3….
High-Performance BlueUltraviolet…
A precursor-based route …
Tunable synthesis of …
（二）基于混合溶剂热合成体系，提出和发展了利用特殊配位结构和晶体结构的各向异性可控构筑无机微纳结构的新策略，建立了无机半导体微纳结构相对普适的液相合成路线。
（1）以乙二醇为溶剂，选择性合成了ZnCo2O4孪生球和立方块微纳结构；系统研究了孪生球的形成过程，首次提出了“多步分离-原位溶解-重结晶”的生长机制。作为锂离子电池负极材料，该材料显示了优越的倍率性能和循环性能。研究成果以“Frontispiece“发表在《Adv. Funct. Mater.》（2014，24，3012。），入选了Most Accessed in 2/2014-1/2015的论文之一，并被Wiley-VCH出版的Materials Views China在“Research news”以亮点新闻进行了专题报道。
2012
2012
2012
2014
2013
2014
2013
2009
2005
2007
Angew. Chem. Int. Ed.
Adv. Funct. Mater.
Adv. Funct. Mater.
Adv. Funct. Mater.
Nano Energy
Nano Energy
Chem. Eur. J.
Mesoporous Co3O4andCoO@Ctransformedfrom
Flexible hybrid paper made of monolayer Co3O4…
Unusal formation of ZnCo2O43D hierarchical….
Uniform LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2Hollow Microspheres….
政府特殊津贴人员
无
何年度省有突出贡献的
中青年专家
无
主要业绩
获奖或专利情况
发表或出版的主要论文、著作、作品等
主要研究内容：1.先进功能材料与无机合成化学在电化学能源存储和转化和催化等方面的应用研究。以无机微纳结构制备为基础，以新材料在能源领域的应用为目标导向。近五年的标志性成果：
（一）设计和发展了基于液相离子交换技术构筑硫属半导体复杂微纳结构的新策略，简化了合成步骤，实现了复杂微纳结构合成方法的突破，实现了异质结构中金属尺寸、形貌和结构的控制合成。例如，以Cu2O纳米球为前驱物，对各反应参数的精确控制和调节，使阴离子交换能够以一种连续的方式进行，控制合成了Cu2S单壳、双壳和多壳空心结构。研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（2012, 51, 949.）等刊物上。
（2）利用CVD法，以有机烃气体为碳源，经气-固相交换反应，实现了多种氧化物MO@碳同轴复合微纳结构的控制合成。相关成果发表在Adv. Funct. Mater.（2012, 22, 861.；2012，22, 2560.)、Nano Energy(2013, 2, 1249.;2014, 7, 52.;）等刊物上。