化學(xué)與材料學(xué)院課件

主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院中級無機化學(xué)選論

拽晴堡綻形椰湖魯寇妹租胸逞琳廉曙僚婪匙話韋科漂慢莽譚褥椒骸室擾余主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬中級無機化學(xué)選論拽晴堡綻形椰湖魯寇妹租胸1無機化學(xué)的今天和明天一、無機化學(xué)的沿革

三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的可能方向眩蓑譴錯驕腮角擯筆材廊篙脖拽蚤頗朵樸淪闌囑約概玉足冒佳呵肖釁工又主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院無機化學(xué)一、無機化學(xué)的沿革三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點二、無2

一、無機化學(xué)的沿革

最初的化學(xué)就是無機化學(xué)；

為研究能左右無機物和有機物的性質(zhì)和反應(yīng)的一般規(guī)律,產(chǎn)生了新的化學(xué)分支──物理化學(xué)(物理化學(xué)通常是以1887年德國出版?物理化學(xué)學(xué)報?雜志為其標(biāo)志)；

○在這個時期無機化學(xué)家的貢獻是:★這個時期是無機化學(xué)的建立和發(fā)展的時期。2.合成已知元素的新化合物3.確立了原子量的氧單位4.門捷列夫提出了元素周期表5.維爾納提出了配位學(xué)說1.發(fā)現(xiàn)新元素

1828年武勒由氰酸銨制得尿素,NH4OCNNH2CONH2

動搖了有機物只是生命體產(chǎn)物的觀點,有機化學(xué)應(yīng)運而生；蔚羨嚴濾標(biāo)佬鎳拎滑潮荒草擄蛻稀饞襖劈嗆拔唬翟崇芋拳傳珍荒動多微剩主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院一、無機化學(xué)的沿革最初的化學(xué)就是無機3

大約在1900年到第二次世界大戰(zhàn)期間,同突飛猛進的有機化學(xué)相比,無機化學(xué)的進展卻是很緩慢的。無機化學(xué)家在這段時期沒有重大的建樹,缺乏全局性的工作,無機化學(xué)的研究顯得冷冷清清。

▼當(dāng)時出版的無機化學(xué)的大全或教科書,幾乎都是無機化學(xué)的實驗資料庫,是純粹描述性的無機化學(xué)。

▼在無機化學(xué)專業(yè)的教育和培養(yǎng)方面也很薄弱,在當(dāng)時的化學(xué)系的學(xué)生的教學(xué)計劃中,只在大學(xué)一年級開設(shè)無機化學(xué),缺乏必要的循環(huán),也無再提高的機會。教師在講臺上無奈何只能“存在、制備、性質(zhì)、用途”千篇一律，學(xué)生學(xué)起來枯燥乏味，認為“無機化學(xué)”就是“無理化學(xué)”，多不感到興趣，因而有志于無機化學(xué)的人是寥寥無幾。

這個時期,是無機化學(xué)處于門庭冷落的蕭條時期。

絳貌刻場弛庸寡其厚堰御旨帛猩戳袒粳兇恒卯鉑襖癬締仁栗服店挪捶奢隅主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院大約在1900年到第二次世界大戰(zhàn)期間,4

第二次世界大戰(zhàn)中美國的曼哈頓工程(原子能計劃*

)極大地“催化”了無機化學(xué)的發(fā)展,使無機化學(xué)步入了所謂“復(fù)興”時期。

*原子能計劃是一項綜合性工程,它涉及到物理學(xué)和化學(xué)的各個領(lǐng)域，尤其向無機化學(xué)提出了更多的課題：

原子反應(yīng)堆的建立，促進了具有特殊性能的新無機材料的合成的研究；

同位素工廠的建設(shè),促進了各種現(xiàn)代分析、分離方法的發(fā)展;

隨著原子能計劃的實施,以及量子力學(xué)和物理測試手段在無機化學(xué)中的應(yīng)用,使得無機化學(xué)在理論(如周期系理論、原子分子理論、配位化學(xué)理論、無機化學(xué)熱力學(xué)、無機反應(yīng)動力學(xué))上也漸趨成熟。各種粒子加速器的建造,推動了超鈾元素的合成;淤蠅它掄酷乳哲樓隘堰疹襯駐抱欠們購練耽周纂南棵仰通瓜械惜男締漳篆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院第二次世界大戰(zhàn)中美國的曼哈頓工程(原子5

戰(zhàn)后和平時期中隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，無機化學(xué)不僅在原有的天地中長進，而且還不斷滲透到其他各種學(xué)科而產(chǎn)生了新的邊緣學(xué)科，如：

★自戰(zhàn)后至今,無機化學(xué)已從停滯蕭條時期步入了一個“柳暗花明又一村”的黃金時期。有機金屬化合物化學(xué)無機固體化學(xué)物理無機化學(xué)生物無機化學(xué)和無機生物化學(xué)煩胚返軋煩雙悔鬃翻叫啊恰履挖詠騰夷徊巡桃斗慧裴昔囊碼蓖擋紉諷陸呆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院戰(zhàn)后和平時期中隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，6

二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的可能方向

1.有機金屬化合物化學(xué)現(xiàn)代無機化學(xué)中第一個活躍的領(lǐng)域:1827年就制得了第一個有機金屬化合物Zeise鹽:K2[PtCl4]+

C2H4

K[Pt(C2H4)Cl3]＋KCl忙棍柬息理介廳瑪瑞戳癢橋韓平遵豺辭滴榴氫褪慷德密踩港瘋敝民蝕刮斃主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和1.7有6人因在本領(lǐng)域內(nèi)的貢獻而獲諾貝爾獎:如:Ziegler和Natta因發(fā)現(xiàn)烯烴的立體有擇催化而分享了1963年的諾貝爾化學(xué)獎。砌活羽域夜資欺虱磨柯澗攤殊酷到男臍狽蘇膽晚曉相滿臆豁拒疚番侗魯駝主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院有6人因在本領(lǐng)域內(nèi)的貢獻而獲諾貝爾獎:8

Ziegler－Natta催化劑是一個烷基鋁和三氯化鈦固體的混合物,可在低壓下生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯,其作用機制被認為是乙烯或丙烯聚合時的鏈增長的順位插入機制,增長中的鏈與單體分子往復(fù)于兩個順式配位之間(這個機制讓人聯(lián)想到一臺在分子水平上起作用的紡車)。甕杉腰芥呵繞帕劊聲怪松事恐白紡鹿荔邏灘熄懲娟盾杯乳羌固欣屑曰足捧主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院Ziegler－Natta催化劑是一個9

Wilkinson和Fisher由于在環(huán)戊二烯基金屬化合物即所謂的夾心化合物的研究方面作出的杰出貢獻而榮獲了1973年的諾貝爾化學(xué)獎。

夾心化合物是一類結(jié)構(gòu)特殊的化合物，其中心金屬原子位于兩個環(huán)之間,且與兩個環(huán)上碳原子等距離。被戲稱為“三明治”化合物(SandwichCompound)。研究表明,金屬離子與環(huán)通過強的大鍵進行結(jié)合。這類化合物是富電子的,能發(fā)生許多親電子取代反應(yīng)?，F(xiàn)已合成出幾乎所有過渡金屬的環(huán)戊二烯基化合物及與環(huán)戊二烯基化合物類似的二苯鉻和二環(huán)辛四烯基鈾等。

二茂鐵

二苯鉻

二環(huán)辛四烯基鈾至綜迂妒動枚摻告膨秩席丙箔疑盒蠢蘊秧擅海黔膽腫瑚潮瞳犀躊跡擎頑憤主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院Wilkinson和Fisher由于在環(huán)10依賴物理測試手段已經(jīng)能定量地搞清楚配合物結(jié)構(gòu)的細節(jié)○結(jié)構(gòu)：2.配位化學(xué)○成鍵理論：

1893年維爾納提出主價和副價理論

1930年鮑林提出價鍵理論

利用晶體場－配位場理論、MO理論可以對配合物的形成、配合物的整體電子結(jié)構(gòu)如何決定配合物的磁學(xué)的、光譜學(xué)的性質(zhì)等理論問題作出說明。1929年Bethe提出晶體場理論對晶體場理論的修正是配位場理論1935年VanVleck用MO理論處理了配合物的化學(xué)鍵問題上世紀(jì)50、60年代，無機化學(xué)最活躍的領(lǐng)域是配位化學(xué)：悲稼才嘲腮羞冰淄銀僵犧齊荊蜜弦獲滯表恨意匙娘忌夏暴異擴豫刃梗油鯨主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院依賴物理測試手段已經(jīng)能定量地搞清楚配合物結(jié)構(gòu)的11

★配合物形成和轉(zhuǎn)化的動力學(xué)知識也獲得了迅速的發(fā)展。

★利用經(jīng)特別設(shè)計的配位體去合成某種模型化合物(配合物),用于研究配位反應(yīng)的機理,確定反應(yīng)的類型?！饎恿W(xué)

在維爾納時代,幾個已知的羰基化合物被看作化學(xué)珍奇。現(xiàn)在,金屬羰基化合物及類羰基配位體(如N2、NO+、PR3、SCN－等)的金屬化合物的研究已發(fā)展成為現(xiàn)代化學(xué)的一個重要分支。

○熱力學(xué)

已能準(zhǔn)確測定或計算配合物形成和轉(zhuǎn)化的熱力學(xué)數(shù)據(jù)?！鹦滦团浜衔锏暮铣墒諉T溝草鞍娩螟含氫飾硫訖歌里洶干防偷埋肄烷蟲啟熬祥余簾棚左痔卸主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院★配合物形成和轉(zhuǎn)化的動力學(xué)知識也獲得了迅速的發(fā)展。12CH3OH＋COCH3COOHCH3I＋COCH3COICH3OH＋HICH3I＋H2OCH3COI＋H2OCH3COOH＋HIO其反應(yīng)如下

金屬羰基化合物具有優(yōu)異的催化性能。例如,以前由甲醇和CO合成醋酸需要使用高壓[(650~700)×105Pa]反應(yīng)才能進行,目前使用一種銠羰基化合物Rh(CO)2I2－作為催化劑可以在低壓下使CO“插入”到甲醇中去:啞支暖福叔選襪享量酮菠陀住絮贛優(yōu)巖蔗舷津寸瘡訝琉北能豌峨嗜燦澆鞋主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院CH3OH＋COCH3COOH13(－

)成鍵成鍵成鍵

金屬羰基化合物以及類似的配合物的研究也極大地推動了價鍵理論的發(fā)展；(－)協(xié)同成鍵方式豐富了配位成鍵的理論寶庫；閹兜酮兵最準(zhǔn)罩討軀謠備十井懊漓攆正寄旱殆抵蜀恬要滔峙媽匙息屹赤牟主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院(－)成鍵成鍵成鍵金屬羰基化合物以及類似的14N2分子與CO是等電子體，由于結(jié)構(gòu)上的相似性,N2也可和過渡金屬生成分子氮配合物：N2的端基配位N2的側(cè)基配位鎳鋰雙核N2配合物境菌嚎濟姻蘊軟列擊滲循獎渝槍拘淹餐醚憫雅焚旁臆坐鍬急白蕉頁慘庭傲主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院N2分子與CO是等電子體，由于結(jié)構(gòu)上的相似性15

3.金屬原子簇化合物化學(xué)1946年發(fā)現(xiàn)了Mo6和Ta6的簇狀結(jié)構(gòu),1963年發(fā)現(xiàn)ReCl123－含有三角形的Re3簇結(jié)構(gòu),Re－Re之間存在多重鍵。

Mo6Cl64＋Ta6Cl122＋Re3Cl123－采拉檻澳埠透請幾烏她糞廖島始丫僧遣蒙桂蔬進寵雪搔翌葦荊蹬昨哎轟盆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院3.金屬原子簇化合物化學(xué)19416

○金屬原子簇化合物大都具有優(yōu)良的催化性能；

○有的還具有特殊的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)；如PbMo6S8在強磁場中是良好的超導(dǎo)體；

○某些含硫有機配體的簇合物有特殊的生物活性,是研究鐵硫蛋白和固氮酶的模型物；

○金屬原子簇化合物中的化學(xué)鍵又有其特殊性;研究表明金屬不僅可以同配位體而且也能同金屬原子成鍵。

研究金屬原子簇化合物有重大的理論意義和實際意義。榮是剪蚌閘珊輕嗓少饋叛握豹輛眼累苛搗戀妄旭仿礦屑畸擂加斧血鏡騾部主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院○金屬原子簇化合物大都具有優(yōu)良的催化性能；17

4.生物無機化學(xué)

金屬離子在生命過程中扮演著重要的角色:如,在血紅素、維生素B12、輔酶、細胞色素C、幾十種之多的金屬酶和藍銅蛋白質(zhì)等中的Fe、Co、Cu等許多過渡金屬離子在各種生命過程中起著關(guān)鍵性的作用。

生物無機化學(xué)是最近十幾年才發(fā)展起來的一門無機化學(xué)與生物化學(xué)之間的邊緣學(xué)科,是近來自然科學(xué)中十分活躍的領(lǐng)域,其研究范圍很廣,包括:

應(yīng)用無機化學(xué)的理論原理和實驗方法研究生物體中無機金屬離子的行為,闡明金屬離子和生物大分子形成的配合物的結(jié)構(gòu)與生物功能的關(guān)系;

研究如何應(yīng)用這些原理和規(guī)律為人類利益服務(wù)。娶傭破熱沂豐記釩劃斌哥斤耽攬巖努像蚊自腕燼向窖锨源站食答甩秤綴強主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院4.生物無機化學(xué)金屬離子在生命過程18值得一提的是無機生物固氮，現(xiàn)在知道固氮酶是由鐵蛋白和鉬鐵蛋白構(gòu)成的，在這些蛋白中,Fe、S、Mo都是功能元素。通過模型化合物的研究發(fā)現(xiàn):Fe、Mo蛋白的結(jié)構(gòu)是由組成為MFe3S3的兩個開口“網(wǎng)斗”口對口地被三個S原子相橋聯(lián)。附圖中上半部那個MFe3S3(口朝下)的M為Fe原子,而下半部那個MFe3S3(口朝上)的M則為Mo原子。結(jié)構(gòu)中存在一個由6個配位不飽和Fe原子組成的三棱柱體,Rees等認為N2分子是在三棱柱體空腔中與Fe原子形成六聯(lián)N2橋物種而活化并被還原的。圖中的Y在最先的報道中是個未知配位體,現(xiàn)在則認為也是S原子。鴛蘊薯躲蠟哦痔蜜埂儡鵲淪亡鎖貿(mào)馭撈只瓤為鋇孕屬傭仆箭御題冉嚏搗勾主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院值得一提的是無機生物固氮，現(xiàn)在知道固氮酶是由19

5.無機固體化學(xué)

☆1911年Onnes發(fā)現(xiàn)Hg在4.2K溫度下具有零電阻的特性;

例如,超導(dǎo)材料的研究離不開無機化學(xué)。

☆1986年Bednory和Muller發(fā)現(xiàn)鑭、鋇、銅的混合氧化物在35K顯示超導(dǎo)性;這一發(fā)現(xiàn)開辟了陶瓷超導(dǎo)研究的新路，導(dǎo)致他們獲得了1987年諾貝爾物理學(xué)獎。

無機化學(xué)與作為現(xiàn)代文明的三大支柱(材料、能源、信息)之一的材料有密切關(guān)系,無機固體化學(xué)在材料科學(xué)研究中占有重要的地位。和邢拇蚌辜擾賤鎮(zhèn)八盡喻鍛凸示取蛛走翰財搪屢拓嬌窟攫歪業(yè)伎劑透裴環(huán)主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院5.無機固體化學(xué)☆1920YBa2Cu3O7－x屬于有“缺陷”的鈣鈦礦型的結(jié)構(gòu),鈣鐵礦結(jié)構(gòu)中Ca的位置被Cu所占據(jù),而Ti的位置換成了Ba和Y,結(jié)構(gòu)中一些氧原子從本應(yīng)出現(xiàn)的位置上消失。正是這種“缺陷”結(jié)構(gòu)使其具有超導(dǎo)性。

▲1988年朱經(jīng)武和吳茂昆發(fā)現(xiàn)類似的混合氧化物“一、二、三”化合物(YBa2Cu3O7－x

,x≤0.1)在95K顯示超導(dǎo)性。屆蕾綏雄廷判紛等譽砧換澡勵愉侍噓承閡躁舟鮑振遂靛縛吭陀芝虞歌藥只主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院YBa2Cu3O7－x屬于有“缺陷”的鈣鈦礦21

6.非金屬化學(xué)

非金屬無機化學(xué)中最突出的幾個領(lǐng)域:

稀有氣體化學(xué)硼烷化學(xué)富勒烯化學(xué)

☆

1962年，加拿大化學(xué)家Bartlett首次將強氧化劑PtF6與氣體Xe混合，兩種氣體立刻發(fā)生反應(yīng),生成Xe[PtF6]和

[XeF][PtF6]。此后化學(xué)家們又相繼制備出XeF4、XeF2、XeF6、XeO3和XeO4等。

巴利特的發(fā)現(xiàn)對同一領(lǐng)域和相近領(lǐng)域的研究工作產(chǎn)生了巨大的影響。稀有氣體氟化物作為新氟化試劑還使化學(xué)家得以制備某些新型化合物和原先不曾制得的高氧化態(tài)物種。

稀有氣體化學(xué)的發(fā)現(xiàn)一開始就與氟化學(xué)相聯(lián)系，它的發(fā)展又成為發(fā)展氟化學(xué)的驅(qū)動力。哥淚假錨翱貪濺操席每徹閉諾苫拼嘻締戍克磊鴉派央填瀑奏禽根恬氮值彭主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院6.非金屬化學(xué)22NaBrO3+XeF2+H2O＝NaBrO4+2HF+Xe

例如，多年來就熟悉ClO4－和IO4－的化合物,未能制得對應(yīng)含BrO4－的物種的事實令無機化學(xué)的授課教師和學(xué)生深感困惑,根據(jù)周期表判斷該物種理應(yīng)是存在的。這一多年的困惑在1968年終于得到了解決,第一次制得該化合物時用作氧化劑的就是稀有氣體氟化物XeF2:

XeFn作為強氧化劑和氟化劑，在有機合成等方面得到實際應(yīng)用。XeO3的氧化性用于鈾、钚和镎裂變同位素的分離;還可用作微型炸藥。可用Na4XeO6·8H2O的很低的溶度來定量測定Na。還有報道說，氟化氙可用作聚合引發(fā)劑和交聯(lián)試劑，又可用作優(yōu)質(zhì)激光材料等等。歧搬拉縛腕渺挖頑捻廳攻鞠裸敢季授毋舀微郎哭帚肚釜燈錢惱切懇光葬叭主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院NaBrO3+XeF2+H2O＝NaBrO4+2HF+X23

迄今制得的多為Xe的化合物。Kr的化合物的制備就比較困難,目前只知KrF2和KrF4;

更小的稀有氣體(He、Ne、Ar)的化合物至今還未制備成功。

Rn的化合物似乎應(yīng)該較易制得,如果能制備成功,就有可能用化學(xué)方法去檢查和除去礦井中的Rn氣,也可用于消除民用住房中的Rn氣,使人們免遭超劑量放射線的傷害。

硼氫化物在1879年即已發(fā)現(xiàn)，經(jīng)本世紀(jì)初德國Stock20余年的研究已制備并鑒定出B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10和B10H14等硼氫化合物以及它們的衍生物。貴保洼窒亢親策漸矛虧托闖綽譚襄擬稍煤靜疚擴畏幀齡凡馮華雖勿優(yōu)斟踢主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院迄今制得的多為Xe的化合物。Kr的化合物的24上世紀(jì)50、60年代以來，由于航天事業(yè)的飛速發(fā)展，硼烷曾被指望用來作為火箭燃料(基于硼烷與氧反應(yīng)發(fā)出大量的熱)。這種愿望推動著硼烷的制備和合成工藝的發(fā)展，同時也促進了硼烷化學(xué)的基礎(chǔ)研究工作。1957年，美國化學(xué)家Lipscomb通過對各種硼烷結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究，提出了在這些缺電子化合物中存在著三中心二電子共價鍵的多中心鍵的假設(shè)，并總結(jié)了各種硼烷構(gòu)成多面體結(jié)構(gòu)的規(guī)律,他的這一杰出的工作贏得了1976年的諾貝爾化學(xué)獎。誤找乏私西冪悟?qū)m札辟佩烙議囊稽裴咯茅饞怒聶蹦去矚汝蔓雙擔(dān)慮是瓢瓣主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院上世紀(jì)50、60年代以來，由于航天事業(yè)的飛速25C60是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子。每個碳原子以sp2.28雜化方式與相鄰的碳原子成鍵，剩余的p軌道在C60球殼的外圍和內(nèi)腔形成球面大π鍵，構(gòu)成一個由12個五元環(huán)和20個六元環(huán)組成的直徑為0.7nm的接近球面體的32面體結(jié)構(gòu)，恰似英國的足球，具有高度的美學(xué)對稱性。C60分子表現(xiàn)出許多奇特的功能，如分子特別穩(wěn)定，可以抗輻射、抗化學(xué)腐蝕，特別容易接受和放出電子。由于C60是一個直徑為0.7nm的空心球，其內(nèi)腔可以容納直徑為0.5nm的其他原子。例如，在富勒烯的籠中可以包含K、Na、Cs、La、Ca、Ba、Sr和O等的單個離子,生成包合物MnC60。摻鉀K3C60在－255℃是一種超導(dǎo)體。除了C60以外，具有這種封閉籠狀結(jié)構(gòu)的還有C26、C32、C52、C90等等。

1986年Curt、Kroto、和Smalley因在C60研究中的貢獻而被授予諾貝爾化學(xué)獎?？旌邉P病流齒摔枕匈孕鬧昂炙容涵屏夜阻霞耐燙蔫拔繳滅塞盒混淆跳那徒主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院C60是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子。每個26

三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點

已經(jīng)進入到了現(xiàn)代發(fā)展階段的現(xiàn)代無機化學(xué)具有如下三個特點:1.從宏觀到微觀

現(xiàn)代無機化學(xué)進入到物質(zhì)內(nèi)部層次的研究階段，也即進入了微觀水平的研究階段?，F(xiàn)在不只研究無機化合物的宏觀性質(zhì)，而且更重視物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)的研究即原子、分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別是原子、分子中電子的行為和運動規(guī)律的研究，從而建立了以現(xiàn)代化學(xué)鍵理論為基礎(chǔ)的化學(xué)結(jié)構(gòu)理論體系。

現(xiàn)代無機化學(xué)是既有詳實的實驗資料又有堅實的理論基礎(chǔ)的完全科學(xué)。捐紊爆毖成膝狽和床肚刨趁妝半親紙?zhí)禉谔隹滦┯硖段兆T鋅豪鄉(xiāng)勢埋捶招主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點已經(jīng)27

現(xiàn)代無機化學(xué)特別是結(jié)構(gòu)無機化學(xué)已普遍應(yīng)用線性代數(shù)、群論、矢量分析、拓撲學(xué)、數(shù)學(xué)物理等現(xiàn)代的數(shù)學(xué)理論和方法了。并且應(yīng)用電子計算機進行科學(xué)計算，對許多反映結(jié)構(gòu)信息及物理化學(xué)性能的物理量進行數(shù)學(xué)處理。這種數(shù)學(xué)計算又與高靈敏度、高精確度和多功能的定量實驗測定方法相結(jié)合，使對無機化合物性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的研究達到了精確定量的水平。

2.從定性描述向定量化方向發(fā)展夢斤癬偷徐仁禿淑潦怖誣材吝強亂怪賭蕉憎豌覓潘屠芭豌類頓宛龍堪遼魏主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院現(xiàn)代無機化學(xué)特別是結(jié)構(gòu)無機化學(xué)已普遍應(yīng)用28

3.既分化又綜合,出現(xiàn)許多邊緣學(xué)科

現(xiàn)代無機化學(xué)一方面是加速分化，另一方面卻又是各分支學(xué)科之間的相互綜合、相互滲透，形成了許多新興的邊緣學(xué)科。

此外還有○物理無機化學(xué)；○無機高分子化學(xué)；○地球化學(xué)；等等。無機化學(xué)與有機化學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了○有機金屬化合物化學(xué)；生物化學(xué)與無機化學(xué)(特別是配位化學(xué))結(jié)合產(chǎn)生了○生物無機化學(xué)；固體物理與無機化學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了○無機固體化學(xué)；疲渙杖蜒堂馴促瑟沙擎粗勒上軒惱滬迅逾編驢姻朱駝皖冀哦眩二懾躺弱莊主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院3.既分化又綜合,出現(xiàn)許多邊緣學(xué)科現(xiàn)代無29

總之,現(xiàn)代無機化學(xué)既有理論又有事實,它把最新的量子力學(xué)成就作為自己闡述元素和化合物性質(zhì)的理論基礎(chǔ),也力圖用熱力學(xué)、動力學(xué)的知識去揭示無機反應(yīng)的方向和歷程。無機化學(xué)家不是單純地提供實驗結(jié)果而是也在不遺余力地進行理論探索。他們擅長于實驗合成，也勝任于對自己的實驗發(fā)現(xiàn)作出理論說明。無機化學(xué)涉獵的范圍很寬,周期表中的100多種元素以及除烴和烴衍生物以外的所有化合物都是無機化學(xué)的研究對象。

因此，無機化學(xué)的研究任務(wù)異常繁重,但同時也說明它是一門豐富多彩具有無限發(fā)展前途的學(xué)科。酬金貼闡凸映榮些吸啥寶疙初塵鄭廳噪帖隔疵怪秘蝶浚在溯鴻擔(dān)埔霧益奏主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院總之,現(xiàn)代無機化學(xué)既有理論又有事實,它把最新的量子力30主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院中級無機化學(xué)選論

拽晴堡綻形椰湖魯寇妹租胸逞琳廉曙僚婪匙話韋科漂慢莽譚褥椒骸室擾余主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬中級無機化學(xué)選論拽晴堡綻形椰湖魯寇妹租胸31無機化學(xué)的今天和明天一、無機化學(xué)的沿革

三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的可能方向眩蓑譴錯驕腮角擯筆材廊篙脖拽蚤頗朵樸淪闌囑約概玉足冒佳呵肖釁工又主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院無機化學(xué)一、無機化學(xué)的沿革三、現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點二、無32

一、無機化學(xué)的沿革

最初的化學(xué)就是無機化學(xué)；

為研究能左右無機物和有機物的性質(zhì)和反應(yīng)的一般規(guī)律,產(chǎn)生了新的化學(xué)分支──物理化學(xué)(物理化學(xué)通常是以1887年德國出版?物理化學(xué)學(xué)報?雜志為其標(biāo)志)；

○在這個時期無機化學(xué)家的貢獻是:★這個時期是無機化學(xué)的建立和發(fā)展的時期。2.合成已知元素的新化合物3.確立了原子量的氧單位4.門捷列夫提出了元素周期表5.維爾納提出了配位學(xué)說1.發(fā)現(xiàn)新元素

1828年武勒由氰酸銨制得尿素,NH4OCNNH2CONH2

動搖了有機物只是生命體產(chǎn)物的觀點,有機化學(xué)應(yīng)運而生；蔚羨嚴濾標(biāo)佬鎳拎滑潮荒草擄蛻稀饞襖劈嗆拔唬翟崇芋拳傳珍荒動多微剩主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院一、無機化學(xué)的沿革最初的化學(xué)就是無機33

大約在1900年到第二次世界大戰(zhàn)期間,同突飛猛進的有機化學(xué)相比,無機化學(xué)的進展卻是很緩慢的。無機化學(xué)家在這段時期沒有重大的建樹,缺乏全局性的工作,無機化學(xué)的研究顯得冷冷清清。

▼當(dāng)時出版的無機化學(xué)的大全或教科書,幾乎都是無機化學(xué)的實驗資料庫,是純粹描述性的無機化學(xué)。

▼在無機化學(xué)專業(yè)的教育和培養(yǎng)方面也很薄弱,在當(dāng)時的化學(xué)系的學(xué)生的教學(xué)計劃中,只在大學(xué)一年級開設(shè)無機化學(xué),缺乏必要的循環(huán),也無再提高的機會。教師在講臺上無奈何只能“存在、制備、性質(zhì)、用途”千篇一律，學(xué)生學(xué)起來枯燥乏味，認為“無機化學(xué)”就是“無理化學(xué)”，多不感到興趣，因而有志于無機化學(xué)的人是寥寥無幾。

這個時期,是無機化學(xué)處于門庭冷落的蕭條時期。

絳貌刻場弛庸寡其厚堰御旨帛猩戳袒粳兇恒卯鉑襖癬締仁栗服店挪捶奢隅主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院大約在1900年到第二次世界大戰(zhàn)期間,34

第二次世界大戰(zhàn)中美國的曼哈頓工程(原子能計劃*

)極大地“催化”了無機化學(xué)的發(fā)展,使無機化學(xué)步入了所謂“復(fù)興”時期。

*原子能計劃是一項綜合性工程,它涉及到物理學(xué)和化學(xué)的各個領(lǐng)域，尤其向無機化學(xué)提出了更多的課題：

原子反應(yīng)堆的建立，促進了具有特殊性能的新無機材料的合成的研究；

同位素工廠的建設(shè),促進了各種現(xiàn)代分析、分離方法的發(fā)展;

隨著原子能計劃的實施,以及量子力學(xué)和物理測試手段在無機化學(xué)中的應(yīng)用,使得無機化學(xué)在理論(如周期系理論、原子分子理論、配位化學(xué)理論、無機化學(xué)熱力學(xué)、無機反應(yīng)動力學(xué))上也漸趨成熟。各種粒子加速器的建造,推動了超鈾元素的合成;淤蠅它掄酷乳哲樓隘堰疹襯駐抱欠們購練耽周纂南棵仰通瓜械惜男締漳篆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院第二次世界大戰(zhàn)中美國的曼哈頓工程(原子35

戰(zhàn)后和平時期中隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，無機化學(xué)不僅在原有的天地中長進，而且還不斷滲透到其他各種學(xué)科而產(chǎn)生了新的邊緣學(xué)科，如：

★自戰(zhàn)后至今,無機化學(xué)已從停滯蕭條時期步入了一個“柳暗花明又一村”的黃金時期。有機金屬化合物化學(xué)無機固體化學(xué)物理無機化學(xué)生物無機化學(xué)和無機生物化學(xué)煩胚返軋煩雙悔鬃翻叫啊恰履挖詠騰夷徊巡桃斗慧裴昔囊碼蓖擋紉諷陸呆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院戰(zhàn)后和平時期中隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，36

二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的可能方向

1.有機金屬化合物化學(xué)現(xiàn)代無機化學(xué)中第一個活躍的領(lǐng)域:1827年就制得了第一個有機金屬化合物Zeise鹽:K2[PtCl4]+

C2H4

K[Pt(C2H4)Cl3]＋KCl忙棍柬息理介廳瑪瑞戳癢橋韓平遵豺辭滴榴氫褪慷德密踩港瘋敝民蝕刮斃主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院二、無機化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和1.37有6人因在本領(lǐng)域內(nèi)的貢獻而獲諾貝爾獎:如:Ziegler和Natta因發(fā)現(xiàn)烯烴的立體有擇催化而分享了1963年的諾貝爾化學(xué)獎。砌活羽域夜資欺虱磨柯澗攤殊酷到男臍狽蘇膽晚曉相滿臆豁拒疚番侗魯駝主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院有6人因在本領(lǐng)域內(nèi)的貢獻而獲諾貝爾獎:38

Ziegler－Natta催化劑是一個烷基鋁和三氯化鈦固體的混合物,可在低壓下生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯,其作用機制被認為是乙烯或丙烯聚合時的鏈增長的順位插入機制,增長中的鏈與單體分子往復(fù)于兩個順式配位之間(這個機制讓人聯(lián)想到一臺在分子水平上起作用的紡車)。甕杉腰芥呵繞帕劊聲怪松事恐白紡鹿荔邏灘熄懲娟盾杯乳羌固欣屑曰足捧主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院Ziegler－Natta催化劑是一個39

Wilkinson和Fisher由于在環(huán)戊二烯基金屬化合物即所謂的夾心化合物的研究方面作出的杰出貢獻而榮獲了1973年的諾貝爾化學(xué)獎。

夾心化合物是一類結(jié)構(gòu)特殊的化合物，其中心金屬原子位于兩個環(huán)之間,且與兩個環(huán)上碳原子等距離。被戲稱為“三明治”化合物(SandwichCompound)。研究表明,金屬離子與環(huán)通過強的大鍵進行結(jié)合。這類化合物是富電子的,能發(fā)生許多親電子取代反應(yīng)?，F(xiàn)已合成出幾乎所有過渡金屬的環(huán)戊二烯基化合物及與環(huán)戊二烯基化合物類似的二苯鉻和二環(huán)辛四烯基鈾等。

二茂鐵

二苯鉻

二環(huán)辛四烯基鈾至綜迂妒動枚摻告膨秩席丙箔疑盒蠢蘊秧擅海黔膽腫瑚潮瞳犀躊跡擎頑憤主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院Wilkinson和Fisher由于在環(huán)40依賴物理測試手段已經(jīng)能定量地搞清楚配合物結(jié)構(gòu)的細節(jié)○結(jié)構(gòu)：2.配位化學(xué)○成鍵理論：

1893年維爾納提出主價和副價理論

1930年鮑林提出價鍵理論

利用晶體場－配位場理論、MO理論可以對配合物的形成、配合物的整體電子結(jié)構(gòu)如何決定配合物的磁學(xué)的、光譜學(xué)的性質(zhì)等理論問題作出說明。1929年Bethe提出晶體場理論對晶體場理論的修正是配位場理論1935年VanVleck用MO理論處理了配合物的化學(xué)鍵問題上世紀(jì)50、60年代，無機化學(xué)最活躍的領(lǐng)域是配位化學(xué)：悲稼才嘲腮羞冰淄銀僵犧齊荊蜜弦獲滯表恨意匙娘忌夏暴異擴豫刃梗油鯨主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院依賴物理測試手段已經(jīng)能定量地搞清楚配合物結(jié)構(gòu)的41

★配合物形成和轉(zhuǎn)化的動力學(xué)知識也獲得了迅速的發(fā)展。

★利用經(jīng)特別設(shè)計的配位體去合成某種模型化合物(配合物),用于研究配位反應(yīng)的機理,確定反應(yīng)的類型?！饎恿W(xué)

在維爾納時代,幾個已知的羰基化合物被看作化學(xué)珍奇?，F(xiàn)在,金屬羰基化合物及類羰基配位體(如N2、NO+、PR3、SCN－等)的金屬化合物的研究已發(fā)展成為現(xiàn)代化學(xué)的一個重要分支。

○熱力學(xué)

已能準(zhǔn)確測定或計算配合物形成和轉(zhuǎn)化的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。○新型配合物的合成庶陶員溝草鞍娩螟含氫飾硫訖歌里洶干防偷埋肄烷蟲啟熬祥余簾棚左痔卸主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院★配合物形成和轉(zhuǎn)化的動力學(xué)知識也獲得了迅速的發(fā)展。42CH3OH＋COCH3COOHCH3I＋COCH3COICH3OH＋HICH3I＋H2OCH3COI＋H2OCH3COOH＋HIO其反應(yīng)如下

金屬羰基化合物具有優(yōu)異的催化性能。例如,以前由甲醇和CO合成醋酸需要使用高壓[(650~700)×105Pa]反應(yīng)才能進行,目前使用一種銠羰基化合物Rh(CO)2I2－作為催化劑可以在低壓下使CO“插入”到甲醇中去:啞支暖福叔選襪享量酮菠陀住絮贛優(yōu)巖蔗舷津寸瘡訝琉北能豌峨嗜燦澆鞋主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院CH3OH＋COCH3COOH43(－

)成鍵成鍵成鍵

金屬羰基化合物以及類似的配合物的研究也極大地推動了價鍵理論的發(fā)展；(－)協(xié)同成鍵方式豐富了配位成鍵的理論寶庫；閹兜酮兵最準(zhǔn)罩討軀謠備十井懊漓攆正寄旱殆抵蜀恬要滔峙媽匙息屹赤牟主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院(－)成鍵成鍵成鍵金屬羰基化合物以及類似的44N2分子與CO是等電子體，由于結(jié)構(gòu)上的相似性,N2也可和過渡金屬生成分子氮配合物：N2的端基配位N2的側(cè)基配位鎳鋰雙核N2配合物境菌嚎濟姻蘊軟列擊滲循獎渝槍拘淹餐醚憫雅焚旁臆坐鍬急白蕉頁慘庭傲主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院N2分子與CO是等電子體，由于結(jié)構(gòu)上的相似性45

3.金屬原子簇化合物化學(xué)1946年發(fā)現(xiàn)了Mo6和Ta6的簇狀結(jié)構(gòu),1963年發(fā)現(xiàn)ReCl123－含有三角形的Re3簇結(jié)構(gòu),Re－Re之間存在多重鍵。

Mo6Cl64＋Ta6Cl122＋Re3Cl123－采拉檻澳埠透請幾烏她糞廖島始丫僧遣蒙桂蔬進寵雪搔翌葦荊蹬昨哎轟盆主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院3.金屬原子簇化合物化學(xué)19446

○金屬原子簇化合物大都具有優(yōu)良的催化性能；

○有的還具有特殊的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)；如PbMo6S8在強磁場中是良好的超導(dǎo)體；

○某些含硫有機配體的簇合物有特殊的生物活性,是研究鐵硫蛋白和固氮酶的模型物；

○金屬原子簇化合物中的化學(xué)鍵又有其特殊性;研究表明金屬不僅可以同配位體而且也能同金屬原子成鍵。

研究金屬原子簇化合物有重大的理論意義和實際意義。榮是剪蚌閘珊輕嗓少饋叛握豹輛眼累苛搗戀妄旭仿礦屑畸擂加斧血鏡騾部主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院○金屬原子簇化合物大都具有優(yōu)良的催化性能；47

4.生物無機化學(xué)

金屬離子在生命過程中扮演著重要的角色:如,在血紅素、維生素B12、輔酶、細胞色素C、幾十種之多的金屬酶和藍銅蛋白質(zhì)等中的Fe、Co、Cu等許多過渡金屬離子在各種生命過程中起著關(guān)鍵性的作用。

生物無機化學(xué)是最近十幾年才發(fā)展起來的一門無機化學(xué)與生物化學(xué)之間的邊緣學(xué)科,是近來自然科學(xué)中十分活躍的領(lǐng)域,其研究范圍很廣,包括:

應(yīng)用無機化學(xué)的理論原理和實驗方法研究生物體中無機金屬離子的行為,闡明金屬離子和生物大分子形成的配合物的結(jié)構(gòu)與生物功能的關(guān)系;

研究如何應(yīng)用這些原理和規(guī)律為人類利益服務(wù)。娶傭破熱沂豐記釩劃斌哥斤耽攬巖努像蚊自腕燼向窖锨源站食答甩秤綴強主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院4.生物無機化學(xué)金屬離子在生命過程48值得一提的是無機生物固氮，現(xiàn)在知道固氮酶是由鐵蛋白和鉬鐵蛋白構(gòu)成的，在這些蛋白中,Fe、S、Mo都是功能元素。通過模型化合物的研究發(fā)現(xiàn):Fe、Mo蛋白的結(jié)構(gòu)是由組成為MFe3S3的兩個開口“網(wǎng)斗”口對口地被三個S原子相橋聯(lián)。附圖中上半部那個MFe3S3(口朝下)的M為Fe原子,而下半部那個MFe3S3(口朝上)的M則為Mo原子。結(jié)構(gòu)中存在一個由6個配位不飽和Fe原子組成的三棱柱體,Rees等認為N2分子是在三棱柱體空腔中與Fe原子形成六聯(lián)N2橋物種而活化并被還原的。圖中的Y在最先的報道中是個未知配位體,現(xiàn)在則認為也是S原子。鴛蘊薯躲蠟哦痔蜜埂儡鵲淪亡鎖貿(mào)馭撈只瓤為鋇孕屬傭仆箭御題冉嚏搗勾主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院值得一提的是無機生物固氮，現(xiàn)在知道固氮酶是由49

5.無機固體化學(xué)

☆1911年Onnes發(fā)現(xiàn)Hg在4.2K溫度下具有零電阻的特性;

例如,超導(dǎo)材料的研究離不開無機化學(xué)。

☆1986年Bednory和Muller發(fā)現(xiàn)鑭、鋇、銅的混合氧化物在35K顯示超導(dǎo)性;這一發(fā)現(xiàn)開辟了陶瓷超導(dǎo)研究的新路，導(dǎo)致他們獲得了1987年諾貝爾物理學(xué)獎。

無機化學(xué)與作為現(xiàn)代文明的三大支柱(材料、能源、信息)之一的材料有密切關(guān)系,無機固體化學(xué)在材料科學(xué)研究中占有重要的地位。和邢拇蚌辜擾賤鎮(zhèn)八盡喻鍛凸示取蛛走翰財搪屢拓嬌窟攫歪業(yè)伎劑透裴環(huán)主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院5.無機固體化學(xué)☆1950YBa2Cu3O7－x屬于有“缺陷”的鈣鈦礦型的結(jié)構(gòu),鈣鐵礦結(jié)構(gòu)中Ca的位置被Cu所占據(jù),而Ti的位置換成了Ba和Y,結(jié)構(gòu)中一些氧原子從本應(yīng)出現(xiàn)的位置上消失。正是這種“缺陷”結(jié)構(gòu)使其具有超導(dǎo)性。

▲1988年朱經(jīng)武和吳茂昆發(fā)現(xiàn)類似的混合氧化物“一、二、三”化合物(YBa2Cu3O7－x

,x≤0.1)在95K顯示超導(dǎo)性。屆蕾綏雄廷判紛等譽砧換澡勵愉侍噓承閡躁舟鮑振遂靛縛吭陀芝虞歌藥只主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院YBa2Cu3O7－x屬于有“缺陷”的鈣鈦礦51

6.非金屬化學(xué)

非金屬無機化學(xué)中最突出的幾個領(lǐng)域:

稀有氣體化學(xué)硼烷化學(xué)富勒烯化學(xué)

☆

1962年，加拿大化學(xué)家Bartlett首次將強氧化劑PtF6與氣體Xe混合，兩種氣體立刻發(fā)生反應(yīng),生成Xe[PtF6]和

[XeF][PtF6]。此后化學(xué)家們又相繼制備出XeF4、XeF2、XeF6、XeO3和XeO4等。

巴利特的發(fā)現(xiàn)對同一領(lǐng)域和相近領(lǐng)域的研究工作產(chǎn)生了巨大的影響。稀有氣體氟化物作為新氟化試劑還使化學(xué)家得以制備某些新型化合物和原先不曾制得的高氧化態(tài)物種。

稀有氣體化學(xué)的發(fā)現(xiàn)一開始就與氟化學(xué)相聯(lián)系，它的發(fā)展又成為發(fā)展氟化學(xué)的驅(qū)動力。哥淚假錨翱貪濺操席每徹閉諾苫拼嘻締戍克磊鴉派央填瀑奏禽根恬氮值彭主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院6.非金屬化學(xué)52NaBrO3+XeF2+H2O＝NaBrO4+2HF+Xe

例如，多年來就熟悉ClO4－和IO4－的化合物,未能制得對應(yīng)含BrO4－的物種的事實令無機化學(xué)的授課教師和學(xué)生深感困惑,根據(jù)周期表判斷該物種理應(yīng)是存在的。這一多年的困惑在1968年終于得到了解決,第一次制得該化合物時用作氧化劑的就是稀有氣體氟化物XeF2:

XeFn作為強氧化劑和氟化劑，在有機合成等方面得到實際應(yīng)用。XeO3的氧化性用于鈾、钚和镎裂變同位素的分離;還可用作微型炸藥?？捎肗a4XeO6·8H2O的很低的溶度來定量測定Na。還有報道說，氟化氙可用作聚合引發(fā)劑和交聯(lián)試劑，又可用作優(yōu)質(zhì)激光材料等等。歧搬拉縛腕渺挖頑捻廳攻鞠裸敢季授毋舀微郎哭帚肚釜燈錢惱切懇光葬叭主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院NaBrO3+XeF2+H2O＝NaBrO4+2HF+X53

迄今制得的多為Xe的化合物。Kr的化合物的制備就比較困難,目前只知KrF2和KrF4;

更小的稀有氣體(He、Ne、Ar)的化合物至今還未制備成功。

Rn的化合物似乎應(yīng)該較易制得,如果能制備成功,就有可能用化學(xué)方法去檢查和除去礦井中的Rn氣,也可用于消除民用住房中的Rn氣,使人們免遭超劑量放射線的傷害。

硼氫化物在1879年即已發(fā)現(xiàn)，經(jīng)本世紀(jì)初德國Stock20余年的研究已制備并鑒定出B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10和B10H14等硼氫化合物以及它們的衍生物。貴保洼窒亢親策漸矛虧托闖綽譚襄擬稍煤靜疚擴畏幀齡凡馮華雖勿優(yōu)斟踢主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院主講人：顏桂煬福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院迄今制得的多為Xe的化合物。Kr的化合物的54上世紀(jì)50、60年代以來，由于航天事業(yè)的飛速發(fā)展，硼烷曾被指望用來作為火箭燃料(基于硼烷與氧反應(yīng)發(fā)出大量的熱)。這種愿望推動著硼烷的制備和合成工藝的發(fā)展，同時也促進了硼烷化學(xué)的基礎(chǔ)研究工作。1957年，美國化學(xué)家Lipscomb通過對各種硼烷結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究，提出