无机合成化学 第一章 绪论

还原热解催化合成 改进的武慈(Wurtz)反 应，以CCl4为碳源，过 量的Na为反应剂及熔剂， 以Ni-Co-Mn合金为催化 剂。
1.3 无机材料合成的思想方法
• 体系杂化
无机-有机杂化材料 一些新型多孔材料，如磷酸铝和磷酸硅材料
• 学科交叉
多学科的交叉和渗透
1.4 无机合成化学的热点领域
• • • • • • • • 特种结构无机材料的制备 软化学和绿色化学合成方法 极端条件下的合成 无机功能材料的制备 特殊聚集态材料的制备 特种功能材料的分子设计 仿生合成 纳米粉体材料的制备
许多物质的禁带宽度及内 外层轨道之间的距离变化 ,导 致 元 素 的 稳 定 价 态 与 常 态 不 同 ,有 可 能 改 写 整 个元素周期表.
没有位错的高 纯度晶体
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1.5 无机合成化学课程的内容
学分：2学分 学时：36学时 • 气体和溶剂 气体、溶剂的一般特性和安全使用 • 经典合成方法 化学气相积沉；高温合成；低温合成；高压合成； 低压合成；热熔法等 • 特殊合成方法 电化学合成；光化学合成；微波合成；自蔓延高温 合成；生物合成等 • 极端条件下合成方法 超高温和超高压合成；等离子体合成；溅射合成； 离子束合成；激光物理气相沉积；失重合成等 • 软化学和绿色合成方法
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软化学和绿色化学合成方法
• 硬化学：高温、高压、高真空、高能、高制备成本 • 软化学指较温和条件下实现的化学反应过程，反应设 备简单。 • 绿色化学（Green chemistry）：又称“环境无害化 学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，是利用化 学原理从根本上减少或消除传统工业对环境的污染。 主要特点：“原子经济性”，“零排放” 实质：高效、节能、经济、洁净。
“化学最重要的是制造新物质。化学学科通 过合成优美而对称的分子，赋予人们制造的艺 术；化学以新方式重排原子的能力，赋予我们 从事创造性劳动的机会，而这正是其它学科所 不能媲美的”
合成与制备化学是化学的核心。
无机合成化学的科学使命：设计新化合物和 新材料、研究新的反应途径和合成方法、开发新 的分离技术和组装功能材料等
1. 2 无机合成化学在经济建设中的作用
合成制备化学提供物质基础 人造金刚石 三酸两碱 化肥、农药
水泥、玻璃、陶瓷
涂料工业中wk.baidu.com用的无机颜料
1.3 无机材料合成的思想方法
• 开拓新的合成方法
低热固相反应；溶剂热反应；微波化学反 应；流变相反应；软化学等
• 元素的掺杂和置换
扩展了结构-性质关系； 产生新型结构
思考题
7、绿色合成和软化学的区别和联系是什么？ 8、化学反应的条件通常主要指温度和压力，极 端条件通常包括哪些？ 9、什么是纳米粒子和纳米粉体？纳米粉体的新 特性主要源于哪两个方面？ 10、纳米粉体的合成方法可分为哪两类？分别包 括哪些方法？其优缺点是什么？
• (1)掌握气体、溶剂的一般特性和安全使用，了解
高温、低温、高压和真空的获得和测量；
• (2)掌握无机合成化学中的典型和特殊合成方法， 熟悉软化学和绿色合成方法；
• (3)掌握典型无机化合物、典型无机材料的合成原
理和方法，了解其组成、结构和性质的密切关系；
• (4)了解本课程的热点领域和合成功能材料的思想
1.1 无机合成化学的内容
• 就合成方法而言：
常规经典合成方法 极端条件下的合成方法（超高温、超高压、等 离子体、溅射、激光等） 特殊合成方法（电化学合成、光化学合成、微 波合成、生物合成等） 软化学和绿色化学合成方法
• 就合成对象而言：
典型无机化合物的合成、典型无机材料的合成
• 新材料的设计、合成方法的改进
参考资料
• 1、徐如人，庞文琴主编《无 机合成与制备化学》，高等 教育出版社，北京，2009年 （第二版）。
• 2、宁桂玲主编，《高等无机 合成》，华东理工大学出版 社，2007年。 • 3、其它信息库： －图书馆 －网络
思考题
1、无机合成化学的内容包括哪些？ 2、阐述无机合成化学在经济建设中的作用。 3、无机合成化学的思想方法有哪些？ 4、人造金刚石的合成方法有哪些？钱逸泰课题 组采用的合成方法是什么？请写出化学反应 方程式。 5、无机合成化学的热点领域包括哪些？ 6、软化学和绿色化学的概念。绿色化学的主要 特点和实质是什么？
无机合成化学
第一章
绪
论
• 1.1 无机合成化学的内容 • 1.2 无机合成化学在经济建设中的作用 • 1.3 无机材料合成的思想方法 • 1.4 无机合成化学的热点领域 • 1.5 无机合成化学的课程内容 • 1.6 无机合成化学的课程要求
1.1 无机合成化学的内容
• Stephen J. Lippard，（美国MIT 教授） 1998
1.5 无机合成化学课程的内容
• 单晶生长
• 典型无机材料的合成 精细陶瓷材料的合成；纳米分体材料的合成；非 晶态材料的合成；沸石分子筛催化材料的合成；色心 晶体的合成
• 无机化合物的分离和提纯 萃取，蒸馏与分馏，重结晶，化学沉淀，吸附分 离 ，区域熔融提纯，泡沫分离，膜分离。
1.6 无机合成化学课程的要求
“绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件 中，以突出化学对环境的友好。1995年，美国总统克林顿、 副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”，以推动社会各界 进行化学污染预防和工业生态学研究，鼓励支持重大的创造 性的科学技术突破，从根本上减少乃至杜绝化学污染源。
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极端条件下的合成
超高压/超高温/超高真空/超低温/强磁场或电场/ 激 光等条件 新化合物 方法 新价态化合物 化合物的新物相 新合成
方法。
考试形式与成绩评定
综合成绩＝考试成绩+实验成绩+平时成绩
1、考试形式 ：闭卷考试。
2、考试题型： 英汉互译、名词解释、填空 反应式与配平题、简答与问答题。 3、考试成绩 ：卷面满分100分，占70％。 4、实验成绩： 满分100分，占20％。 5、平时成绩 ：出勤率、课堂听讲、回答问题、 作业情况为主，满分100，占10％。
• 突破体系
金刚石的合成
人造金刚石的合成方法
1、高温高压法（HTHP法）
2、化学气相沉积法（CVD法） 3、还原热解催化合成法
同一类原子，排列方式不同，所 形成的单质不同。
金刚石
石墨
“A reduction-Pyrolysis-Catalysis Synthesis of Diamond” Science 281, 246-247(10 July 1998)