无机合成化学概论-PPT演示文稿.ppt

四、特殊结构无机材料的制备 所有具有特定性能的无机物都有其本身固有的结构与组成。如以缺陷为例，由于物质的很多性质与晶体内的有关缺陷存在相关联，因而非计量化合物中各类结构缺陷的制备以及相关制备规律与测定方法的研究，是目前无机合成化学的一个前沿课题。除此之外, 还有特定结构与化学属性的表面与界面的制备、层状化合物与其特定的多面体、各类层间嵌插结构与特定结构链状无机物的制备、混价无机物和特定结构的配合物或簇合物的制备以及近期发展蓬勃的分子基材料和具有特种孔道结构材料的合成与制备等。 插层化合物的制备反应 层板上的原子以强烈的共价键相互作用，层间以分子间力作用的层状或层柱状化学物质，它们具有纳米级的层厚度、一定的层电荷密度、层间具静电引力作用等特点 应用柔软化学法处理层状化合物，使其剥离成具有基本最小结晶构造 通过高温高压处理，重组调控层间距，得到复合化合物。通常将具有插层结构并具有特定功能的插层化合物称为插层材料(layered and pillared material)，它们可作选择性吸附剂、选择性催化剂及磁性材料多孔材料合成的前驱体和锂二次电池的正极材料等。 插层主体(Host) 一些极性分子可以通过吸附、插入、夹入、悬挂、柱撑、嵌入等方式破坏分子间力进入层状化合物的层间而不破坏其层状结构 。 插层客体(guest) 插层复合物 (intercalation complex) 五、仿生合成 模仿生物体内的反应和天然物结构进行合成的过程。仿生合成是先模仿，后合成，因而事先对生物体内的反应和天然物结构与活性的关系要有深入的了解。 可以简化合成步骤，提高合成收率;或者可以获得活性更高，或活性相近，但更易于制备的新化合物，原则上讲，凡具有生物活性的天然产物，都可以成为仿生合成的对象。 六、计算机辅助合成 计算机辅助合成是当今合成化学中的一个重要方向。计算机辅助合成是在了解反应机理的基础上进行的理论模拟过程。因此, 国际上大都选择较为复杂但又具有一定基础的合成体系为对象开展研究。 首先建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 在系统研究其合成反应机理的基础上, 建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 再依据合成反应数据库和结构模拟数据库, 总结微观参数与宏观性质的关联, 进行无机功能材料的设计与性能预测。 七、理想合成（绿色合成） 发展节能、洁净、经济、与环境友好的合成化学, 开展绿色催化剂的制备, 进行绿色反应试剂、反应与路线的设计, 太阳能下的合成反应的开发, 是构造绿色化工的基本前提。 理想合成是指从易得的起始物开始, 特点是步骤简单、安全、环境友好、反应快速、获得目标产物的产率100%。尽管理想合成不易实现, 但为合成化学家提出了挑战, 激发了合成化学家的巨大创造力。 4、参考书及网络资源 英文本Inorganic Synthesis 《无机合成》，由McGaw-Hill Book Company出版，一套不断出新卷的无机合成丛书，是无机合成化学现代理论和技术的汇编。美国化学会组织不同时期的不同的无机化学专家任主编，如1990年出版的第27卷的主编是A.P．Ginsberg，1996年出版的第31卷主编是A．H．Cowley等。这套书的中译本也由我国的知名化学家翻译，由科学出版社出版，如第一卷由龚毅生、申泮文译，第二卷由申泮文译等。 中文参考书： 1.材料合成与制备技术，主编：朱继平，化学工业出版社。 2.无机合成与制备化学， 主编：徐如人 庞文琴，高等教育出版社。 3.无机材料合成，刘海涛，化学工业出版社。 无机材料合成与制备 INORGANIC MATERIALS SYNTHESIS AND PREPARATION CHEMISTRY 绪论 1.研究的意义2.无机合成几个基本问题3.若干前沿课题4.有关参考书及网络资源5.考核方式 1.研究的意义 新材料 2002年12月31日，上海磁浮列车驶出浦东国际机场站 材料的分类 金属材料 无机非金属材料（无机材料） 高分子材料 复合材料 无机非金属材料（无机材料） 定义：由非金属单质及金属与非金属元素组成的化合物所构成的材料。 氧化铝陶瓷 红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3 热学：熔点很高，可作高级耐火材料，如坩埚、高温炉管等。 力学：硬度大，可以制造实验室使用的刚玉磨球机。 光学：用高纯度的原料，使用先进工艺，还可以使氧化铝陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。 一些典型材料的研究报道 高性能铝离子电池 美国斯坦福大学化学戴宏杰教授课题组研制出首款可能商业应用的高性能铝电池，其充电更快、寿命更长而