有机无机纳米复合材料的概述

本科毕业论文题目：有机/无机纳米磁性复合物的概述

学院：化学与化工学院

班级： 08级化学3班

姓名：吴桐

指导教师：沈腊珍职称：副教授

完成日期： 2012 年 06 月 05 日

有机/无机纳米磁性复合物的概述

摘要: 本文主要介绍了几种有机/无机纳米磁性复合物的制备、应用机理、应用优点，并且总结了几种典型的纳米磁性复合物的性能改善。同时，概括了有机/无机纳米磁性物在应用上的研究及其未来的发展前景，重点介绍了有机/无机纳米磁性物在抗癌药物、电磁和其它方面的应用。其中包括两种纳米磁性复合抗癌药物、导电聚合物/无机纳米磁性复合材料以及由其他几种不特定的有机与无机纳米磁性粒子组合后形成的复合材料，分别介绍了它们的制备、机理及在生活其它方面的一些应用前景。

关键词: 抗癌药物；导电材料；有机物；纳米磁性复合物；无机粒子

目录

0.前言 (1)

1 抗癌药/无机纳米磁性复合物 (1)

1.1引言 (1)

1.2抗癌有机物 (1)

1.2.1顺铂 (1)

1.2.2 紫杉醇 (2)

1.3 抗癌有机物的纳米磁性复合药物 (2)

1.3.1 顺铂的纳米磁性复合药物 (2)

1.3.2 紫杉醇的纳米磁性复合药物 (2)

1.4 有机/无机纳米磁性复合粒子在抗癌医药方面的前景 (3)

2 导电聚合物/无机纳米磁性复合材料 (3)

2.1引言 (3)

2.2 聚吡咯 (3)

2.2.1. 基础知识 (4)

2.2.2. 导电机理 (4)

2.2.3. 合成 (4)

2.3 聚吡咯/无机纳米磁性复合材料 (4)

3 其它有机物/无机纳米磁性复合物 (7)

3.1引言 (7)

3.2 催化应用 (7)

3.3 分离应用 (7)

3.4 气体传感材料 (8)

4 结论 (8)

参考文献： (9)

致谢 (12)

0 前言

本文简单概述了几种有机/无机纳米磁性复合物的制备与应用，大致将它们分为三类，分别为抗癌药/无机纳米磁性复合药物，聚吡咯/无机纳米磁性复合材料，其它有机物/无机纳米磁性复合物。它们分别应用于靶向抗癌，电磁材料，以及其它方面。本文重点从以上三个角度展开讨论，分别概述了它们三种复合物的制备，运用机理，应用等。这里主要涉及到的抗癌药物为顺铂（DDP）、紫杉醇，导电聚合物选用代表性的聚吡咯，其它有机物还有带功能团的杯芳烃、磷脂、聚苯乙烯、聚羧酸等，涉及到的纳米磁性无机粒子主要有四氧化三铁、铁氧体、γ-Fe3O4等。

1 抗癌药/无机纳米磁性复合物

1.1引言

纳米技术的迅速发展，使其在细胞生物学领域的应用越发广泛，为卫生医药的研究和发展提供了新的技术和手段。小的尺寸、大的比表面积、好的稳定悬浮性及其能在外加磁场的条件下进行次导向性的运输与富集等特点，使超顺磁纳米粒子在生物医药方面的应用前景日益广泛，尤其在抗癌药物方面的研究是越来越深入。此处主要讨论四氧化三铁纳米磁性微粒，因为它是一种制备相对简单、磁性强、生物相容性又好的磁性粒子，但四氧化三铁磁性纳米颗粒比表面积大，磁性偶极间相互吸引易导致团聚。现在制备四氧化三铁纳米颗粒采用的方法一般有滴定水解法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法[1]等。在抗癌有机大分子纳米药物选择方面，以顺铂、紫杉醇的应用最为广泛。顺铂（DDP）是一种配合物，拥有双功能基团，以顺铂为主的联合化疗已成为治疗癌症的经典方案之一[2]；紫杉醇是具有特异性、周期性的广谱抗癌药，是生物提取剂，对多种肿瘤均有良好效果[3]。但他们的长期使用会使化疗敏感度下降，肿瘤耐药性增强,同时会让化疗者耐受力下降[4]，所以使用纳米磁性四氧化三铁粒子作为药物载体与抗癌药物复合后，将药物靶向运至病灶部位，以深入癌细胞发挥有效作用，这样会使药物的抗癌效果大幅提高，而不良反应却可降至最低，从而形成快速、高效、低毒的药物制剂[5]。

1.2抗癌有机物

1.2.1顺铂

顺铂是第一个研究发现具有抗癌活性的配合物，化学式为顺式二氨基二氯络铂，中文别名是顺式铂等，外文缩写为DDP。它是金属有机络合物，主要作用靶点是癌细胞鸟嘌呤的N7原子配位，从而扰乱了癌细胞DNA的正常复制与转录，或其与核蛋白及胞浆蛋白的结合[6]。

1.2.2 紫杉醇

紫杉醇又称为紫素、泰素，分子式为C47H51NO14，是一种新型的抗微管药物,可促进微管蛋白的聚合来抑制解聚,从而保持了微管蛋白的稳定,抑制了细胞的有丝分裂[7]。

1.3 抗癌有机物的纳米磁性复合药物

1.3.1 顺铂的纳米磁性复合药物

1.3.1.1 顺铂的纳米磁性复合药物的制备方法

这是一种由纳米四氧化三铁颗粒、羧基多糖和顺铂组成的磁性纳米球。它先是在羧基多糖存在条件下合成纳米四氧化三铁颗粒，离心去除不稳定大颗粒，超滤去除羧基多糖及其它电解质，再将他们与顺铂耦联，随后在蒸馏水中透析去除游离顺铂得到以纳米磁性四氧化三铁为载体的载顺铂磁性纳米球[8]。

1.3.1.2 顺铂的纳米磁性复合药物的抗癌机理

纳米磁性四氧化三铁颗粒的磁导向性决定了顺铂的运输与富集，在肿瘤表面加2h 4000Gs的外磁场，由静脉注射纳米复合药物，药物会顺磁场方向移动，从而到达指定的病灶部位，使顺铂有效地作用于癌细胞，达到高效、速效地杀灭癌细胞[9]。

1.3.2 紫杉醇的纳米磁性复合药物

1.3.

2.1 紫杉醇的纳米磁性复合药物的制备方法

因纳米微粒四氧化三铁的顺磁性，以及脂质体的可透过细胞膜性，紫杉素的纳米磁性复合药物即为磁性紫杉醇-四氧化三铁-载药脂质体复合体颗粒。制备这种复合药物，一般选用的制备方法是薄膜分散法，将羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐、胆固醇、四氧化三铁磁流体和紫杉醇在一定比例下混合加入一定氯仿溶液中溶解，在超声波、去离子水等作用后，蒸去氯仿，磁分离后收集底部磁性粒子即为产物[10]。另一方法是在有机溶剂中溶解卵磷脂、胆固醇、双鲸蜡磷脂酸、@-生育酚和紫杉素，加乙醚和磁粉缓冲液，超声处理后减压蒸馏，充氮气，再冰浴

条件下超声处理既得产品[11]。

1.3.

2.2 紫杉醇的纳米磁性复合药物的抗癌机理

四氧化三铁的超顺磁性在肿瘤表面给予外磁场条件下能将紫杉醇脂质体带入病灶处，紫杉醇是一种脂溶性好而水溶性差的物质，它与脂质体能强有力结合，脂质体的可透过细胞膜性即可将紫杉素带入癌细胞内部，有效抑制细胞的有丝分裂，从而杀死癌细胞，而磁性纳米微粒又能有效形成微血管栓子，发挥阻断瘤区滋养血流的作用[10]。研究表明壳聚糖纳米粒径磁性载药系统因其带正电性，可以中和肿瘤细胞比正常细胞多的负电荷从而显得更加具有优势[10]。

1.4 有机/无机纳米磁性复合粒子在抗癌医药方面的前景

目前利用纳米磁性材料作为药物的载体，使肿瘤细胞化疗过程更加高效、迅速，它可以提高肿瘤细胞内化疗药物的浓度、减小肿瘤细胞的耐药性，增强化疗的敏感度。又因纳米Fo3O4是带正电的基团，与癌细胞表面过多的负电荷能中和，其自身又具有良好生物相容性，所以无机磁性纳米材料首选四氧化三铁微粒[10]。但如何减小肿瘤细胞的耐药性，通过何种途径增敏化疗，目前并不清楚。所出现的问题是，四氧化三铁纳米磁性颗粒的排出代谢时间长短不能确定，残留药物对正常细胞的毒副作用等。总的来说有机/无机纳米磁性复合粒子在医药应用方面前景广阔。

2 导电聚合物/无机纳米磁性复合材料

2.1引言

导电聚合物自身的导电性与无机纳米磁性粒子的功能性相结合，使其形成的复合材料应用前景十分广泛[12]。其中以聚吡咯／铁氧体复合材料的研究最为活跃，上章我们知道，纳米四氧化三铁粒子作为代表具有许多优点，包括顺磁性，制备简单等,但单纯的二元复合体系成分之间影响较大，聚吡咯的导电性与纳米四氧化三铁的顺磁性在一定程度上与二者配比关系成反比，再加入某些物质后成功的改善其基本性能[13]或者替代无机磁性纳米粒子如羰基铁粉(CIP)等[14]以使电磁参数趋于最佳的匹配状态，这会使其具有更好的发展潜力。在导电高聚物中，聚吡咯由于合成简单、抗氧化性好、电导率较高、易于成膜等优点[15]，被选做最合适的导电聚合物予以研究。

2.2 聚吡咯

2.2.1 基础知识

有机高分子常用做电绝缘体，但在聚乙炔的高电导率被发现以后被彻底摒弃，随后在1977年发现聚乙炔薄膜可以通过碘掺杂使其导电率道道导体级别，从此宣告导电高分子的诞生[16]。最近许多研究者开始将注意力集中在聚吡咯上。

2.2.2 导电机理

由于聚吡咯带有的∏共轭体系是碳碳单键与碳碳双键交替形成的，形成∏键的电子在电场条件下可迅速速沿分子链移动以达到导电目的[17]。

2.2.3 合成

王杰等[18]在室温下，用电化学氧化聚合法，在乙氰，水（AN／H2O，99／1）溶液比在水溶液中得到高密度的聚吡咯膜。林生岭[19]以三氧化铁为氧化剂，采用反相微乳聚合法制备了其纳米复合材料。韩阜益等[20]以杂多酸为氧化剂，蒸汽沉淀法制得了聚吡咯。杨庆浩等[21]采用界面聚合法制备了聚吡咯功能膜。

2.2.4 应用

因为聚吡咯原料价格低廉、制备简单、稳定性好相对较好、电导率高、优良介电损耗、可加工性强、密度小等优点，所以它的用途极其广泛。如在电磁屏蔽材料、离子交换树脂、传感器、隐身材料、人造神经和人造肌肉、电催化、防腐材料[12]等方面具有极佳用途，此外在抗静电材料、故乡萃取技术等方面也有应用。

2.3 聚吡咯/无机纳米磁性复合材料

2.3.1 聚吡咯／无机纳米磁性复合材料的制备方法：

最理想的聚吡咯／无机纳米磁性复合技术就是将无机纳米颗粒完整均匀地包裹在聚吡咯机体上。主要有共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法、表面诱导聚合技术[22]等常见制备方法。

2.3.1.1共混法

共混法是在机械力条件下，将无机磁性纳米粒子与聚吡咯混合。它操作简单，再合成过程中易于控制粒子的物理特性，但其磁性纳米颗粒易于团聚，所以在运用共混法时要加入一定量的表面处理剂。中科院化学所刘靖等[23]采用共混的方法来合成聚吡咯/四氧化三铁复合物

2.3.1.2 原位聚合法

原位聚合法是将无机纳米磁性粒子均匀分散在聚吡咯中，然后添加相转移剂或表面改性剂引发聚合而生成纳米复合材料。其操作起来简单易行，是最常用的制备方法之一。郭洪范等[24]运用原位聚合法在阳离子表面活性剂的引导下合成聚吡咯/四氧化三铁复合颗粒。

2.3.1.3 表面诱导聚合技术

Parthc等[25]应用表面诱导聚合技术合成了聚吡咯包覆γ- Fe2O3、SiO2/γ- Fe2O3的核壳结构导电聚合物复合粒子。

2.3.1.4溶胶-凝胶法

溶胶凝胶法一般分两步，首先烷氧金属或金属盐有控制的水解成溶胶，然后加热或去溶剂使溶胶转化为网状凝胶，高温处理后，去溶剂等小分子即得。Suri 等[26]用此方法制得聚吡咯/铁氧体纳米磁性复合材料。

2.3.2 聚吡咯复合物中无机纳米磁性粒子的选择与添加

铁氧体因具有良好的顺磁性通常被作为无机纳米磁性粒子与聚吡咯复合，以形成良好的磁性与导电性，上文所提到的四氧化三铁就是典型代表，但因四氧化三铁为不导电体，在与聚吡咯聚合后会影响复合材料的导电性，使得导磁性与导电性不能兼顾。所以此处提及几种导电性添加物，与聚吡咯/四氧化三铁复合物混合形成三项复合物，以使导电性导磁性得到合理匹配。王君等[13]，运用纳米石墨薄片的添加使纳米四氧化三铁和纳米石墨薄片均包裹在聚吡咯层内，并且使得纳米粒子分散更加均匀，由于引入了导电性优良的石墨薄片，从而使得聚吡咯的网络结构拥有了导电通路，复合材料的电导率有了明显的增加，软磁性也得以充分的体现；同时该研究小组还以Ag纳米粒子作为添加成分通过静电吸附作用加入聚吡咯/四氧化三铁复合材料中，成功制得聚吡咯/Fe3O4/Ag三项复合材料，结构分析表明，Ag颗粒均匀包裹在聚吡咯/Fe3O4的表面，这使得聚吡咯/Fe3O4/Ag 三项复合材料导电性明显增强，同时具有优良磁性。再考虑到四氧化三铁的软磁性，因为软磁材料易于磁化，所以应用相对广泛，但最大磁饱和强度较小，磁性不强，在某些领域需要得以替代，肖红梅等[14]提出运用高磁饱和强度的羰基铁粉（CIP）代替四氧化三铁与聚吡咯形成复合材料，得到的复合材料电磁性能均较佳；同时该研究小组还以铁元素和钡元素计量比为11的尖晶石型MnFe2O4铁氧体代替Fe3O4，因其MnFe2O4铁氧体有大矫顽力和剩余磁化强度，所以其在吸波材料上有很大的应用前景；同时该研究小组还M型钡铁氧体与聚吡咯形成复

合材料，发现其最大磁饱和强度和剩磁强度降低；该研究小组用一步法得到聚吡咯/FeOOH的复合材料，磁性能测试显示复合材料显示软磁性、矫顽力均为0。金娥等[16]用普鲁士蓝（电荷转移能力好，可控磁性）与聚吡咯形成复合材料，因聚吡咯氧化态不同时相应颜色也不同，加电压后，普鲁士白（PW）、普鲁士绿(PG)、普鲁士蓝(PB)之间会发生转化形成颜色变化，它们的复合材料具有好的电致变性。该复合材料对H2O2具有较敏感的电催化性质；同时该研究小组引入碳纳米管作为聚吡咯/普鲁士蓝的模板形成三元复合纳米纤维，因导电聚吡咯的良好导电性，在PB与碳纳米管之间起到导电连接桥的作用，三组分协同与电子的快速运输，所以此复合材料展现出优异电催化性。徐平等[26]提及另一种硬磁性材料---聚吡咯/BaFe12O9复合材料，其矫顽力较聚吡咯有了质的提高。李永波等[27]运用原位聚合法制备了聚吡咯/ZnFe2O4纳米复合材料，聚吡咯的包裹导致复合物共振频率提高，磁损耗能力增强，从而微波吸收性能好。H.Zhang等[28]制得的三元聚合物聚吡咯/Fe3O4 /Au纳米复合材料，表现出良好的电磁性和催化性能。杨超等[29]在结合环境保护理念的情况下，研究了烟煤灰与聚吡咯的复合材料，烟煤灰含量复杂，本身具有磁性，利用价值很大，合成出的此复合物通过分析发现一定配比下其呈现良好导电率、软磁性。

2.3.3 聚吡咯/无机磁性纳米复合材料在电磁方面的应用

2.3.3.1 吸波材料

导电聚合物是重要的微波吸波材料之一，铁氧体纳米材料也拥有一定的吸波特性，综合它们的电磁损耗和波阻抗匹配等特性，将介电损耗材料与磁损耗材料复合在一起，研究开发出了一种拥有宽频带、强吸收、可调控电磁参数、加工相对简单的导电聚合物/铁氧体复合材料。程艳鹏[12]选用聚吡咯与四氧化三铁的复合材料，因为上文所提及的聚吡咯的一系列优点，再如密度小能满足飞行隐身对轻的要求等，研究表明复合材料中四氧化三铁的质量分数的不同直接影响复合材料的吸波特性，所以需要深入研究配比。

2.3.3.2 电化学的存储

M.Mallouki等通过化学氧化法制得聚吡咯-Fe2O3复合材料，由于其颗粒尺寸和比表面积的改变使得其储存能力较纯导电聚吡咯高，可用于电化学储存[30]。

2.3.3.3 磁流变液智能材料

它对杂质污染不敏感，适用温度范围广，响应速度快、可用电磁铁产生磁场

等特性，使其在汽车、机器人、航空航天方面作为智能材料广泛应用，而基液聚吡咯因其密度小、良好导电性被选做合适载液应用于磁性流体[31]。

2.3.3.4 永磁材料

上文提及四氧化三铁的取代，应用硬磁性的尖晶石铁氧体等与聚吡咯形成复合材料，可得到较高的矫顽力、剩磁强度等，可作为永磁材料，再涂覆在一定机体上用作磁记录材料[31]。

2.3.3.5 软磁材料

聚合物基磁性纳米复合材料具有良好软磁性特点，可用于制作低频中小型变压器磁芯，其效率高，温升低[31]。

3 其它有机物/无机纳米磁性复合物

3.1引言

有机物质和无机纳米磁性粒子的选择与配比会使得有机/无机纳米磁性复合材料变化万千，应用也能涉及到我们生活的方方面面，比如在催化、分离富集、气体传感器、防腐材料等各个方面。这里讨论的有机物主要有聚吡咯、聚苯胺、含功能基团的杯芳烃、磷脂、聚苯乙烯；磁性无机物主要有普鲁士蓝、四氧化三铁、γ-Fe2O3等。下面我们将简单做以讨论。

3.2 催化应用

在H2O2的催化中，金娥等[16]研究了聚吡咯/普鲁士蓝的复合纳米纤维，它对H2O2有良好的电催化作用，但因导电性的局限，再添加碳纳米管作为电桥形成碳纳米管/聚吡咯/普鲁士蓝三元复合纳米纤维的电催化效应更加明显。

3.3 分离应用

3.3.1 吸附分离金属离子

超分子主体分子杯芳烃衍生物因具有识别功能，在与磁性纳米粒子复合后，既可以通过杯芳烃的识别功能与磁性纳米离子的分离特性来完成对金属离子的吸附分离。陈朗星等[32]将杯芳烃超分子与磁性纳米粒子复合形成磁性复合微球，他们先合成了一系列的功能化杯芳烃衍生物及含磺酸基的水溶性杯芳烃衍生物，然后通过沉淀反应在水相中合成Fe3O4的磁性纳米微球，将两者复合后应用于液相中金属离子的分离富集。

3.3.2 富集分离生物分子

病毒、蛋白质与细胞等生物分子目前均可被磁性纳米粒子分离。张立学等[33]用磷脂包覆胶体四氧化三铁纳米粒子，形成磷脂/四氧化三铁纳米磁性粒子，应用于从多种蛋白质的混合物中分离、回收单一蛋白质。这种方式同样可以应用于环境污染物的分离。对于癌症的治疗，癌细胞扩散至骨髓液，使得从血液中分离癌细胞成为治疗癌症的重要部分，最近有机构成功使用聚苯乙烯/ Fe3O4纳米磁性微球分离了人体骨髓液中的癌细胞[34]。

3.3.3 富集吸附化妆品中的对羟基苯甲酸酯

近期发现，对羟基苯甲酸酯对人体伤害较大，所以对于化妆品中的对羟基苯甲酸酯的富集研究日益广泛。沈昊宇等[35]成功制备了高分子聚羧酸/四氧化三铁纳米磁性复合颗粒，应用于富集吸附商业化妆品中的对羟基苯甲酸酯。

3.4 气体传感材料

由于聚吡咯具有气敏性，在形成复合材料后，其使用温度上限、灵敏度均得到提升。Tandon等报道了聚吡咯/氧化铁复合材料在CO2，N2，CH4气体的传感材料方面的应用。Wu等将聚吡咯/γ-Fe2O3用于毒气检测[14]。

4 结论

本文主要概括总结了有机/无机纳米磁性复合粒子在我们生活世界中的应用，纳米材料作为新时代材料的代表被广为研究，它的“尺寸效应”，“表面效应”等特性决定了它广泛的用途。而纳米磁性材料与有机物的结合，使其形成具有多种用途的交叉复合材料，使其运用更加广阔和具有灵活性。

本文选用两种广泛使用的抗癌药物与纳米磁性四氧化三铁纳米粒子结合，应用于抗癌医药方面，通过四氧化三铁的磁靶向性与纳米粒子的一些特性将抗癌药物高效、迅速地送抵癌细胞病灶部位，以达到高的抗癌效应。但纳米磁性粒子的良好代谢需进一步研究。聚吡咯作为高分子导电聚合物的代表与多种富有磁性的纳米颗粒结合，考察了其复合材料的各种电磁性能，使他们能被广泛用于我们电磁生活的各个方面。有机/无机纳米磁性材料的其它方面的应用，讨论几种有机粒子与几种无机纳米磁性粒子的自由结合状态下目前阶段的部分应用成果。相信在各国各领域的科学家的紧密合作下，有机/无机纳米磁性复合物在我们人类社会的发展中会起到更加重要的作用。

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An overview of the organic / inorganic nano-magnetic

complexes

Abstract: This paper mainly describes the preparation, application mechanism and the advantages of several organic / inorganic nano-magnetic compound, and summarizes the performance improvement of several typical nano-magnetic complexes. At the same time, it also summarizes the organic / inorganic nano-magnetic material on the application and its future development prospects, and focuses on the organic / inorganic nano-magnetic material in the anti-cancer medicine, electromagnetic and other aspects of the application. This includes two kinds of nano-magnetic composite anti-cancer drugs, conducting polymer / inorganic nano-magnetic nanoparticles magnetic composite materials, as well as composite materials formed by several other non-specific organic and inorganic magnetic nanoparticles combination, and introduces their preparation, mechanism and application prospects respectively in some other aspects of life.

Key words:anticancer drugs; conductive material; organic matter; nanomagnetic complex; inorganic particles

致谢

本论文从立题到论文撰写整个过程都是在指导老师沈腊珍的悉心指导下完成的。特别是指导教师在学习上，思想上都给予我极大的关怀和帮助，在传授我知识的同时，更加注重培养我解决问题的思路和方法及创新能力，为我今后学习和工作打下了坚实的基础并开阔了我的视野。我所取得的每一点进步无不凝聚着指导老师沈腊珍的心血，我将最诚挚的谢意奉献给我的指导老师沈腊珍。

无机合成化学

第一章 无机合成定义：研究无机物及其不同物态的合成原理，合成技术，合成方法及对合成产物进行分离、提纯、鉴定、表征的一门学科。 合成方法：包括常规的经典合成方法、极端条件下（超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等）的合成方法和特殊合成方法（含电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等）以及软化学和绿色合成方法。 无机合成VS有机合成方法技术——不同点：（1）无机合成经常采用独特的方法和技术，（2）有机合成主要是分子层次上反应和加工；无机合成主要注重晶体或其他凝聚态结构上的精雕细琢。相同点：方法和技术。 合成对象：典型无机化合物的合成，典型材料的合成，晶体生长等。 第二章气体和溶剂 溶剂效应是指因溶剂而使化学反应速度和化学平衡发生改变的效应 气体除杂净化的方法 1化学除杂—设计原则要求特效型、灵敏性和高的选择性。2气体的分级分离净化—原则是基于气体的沸点、蒸气压等性能的不同。3吸附分离和净化—基于吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力的差异，甚至只有微小的差别，在恒温或恒压条件下，进行快速的吸附-脱附循环，达到分离提纯气体的目的 气体干燥剂分两类：一类是同气体中的水分发生化学反应的干燥剂（P2O5），另一类是可吸附气体中的水分的干燥剂（硅胶、分子筛） 选吸附剂作干燥剂时应考虑的因素 1干燥剂的吸附容量，越大越好；2吸附效率，越快越好；3残留水的蒸汽压，吸附平衡后残留水的蒸汽压越小越好；4干燥剂的再生，越易再生成本越低越好 使用气体要注意安全，即要防毒、防火、防爆 一般说来溶剂分为质子溶剂、质子惰性溶剂、固态高温溶剂。 质子溶剂是能接受或提供质子的溶剂。显著特点是都能自电离，这种自电离是溶剂分子之间的质子传递，也称自递 水是使用最为广泛和廉价的一种质子溶剂。高的介电常数使它成为离子化合物和极性化合物的一种良好溶剂。 质子溶剂的种类：A 液氨B液体氟化C 硫酸D “超酸”溶剂 质子惰性溶剂可简单的分为四类 第一类称惰性溶剂，其基本上不溶剂化不自电离。如Ccl4。第二类称偶极质子惰性溶剂（配位溶剂），即极性高但自电离程度不大的溶剂。如乙腈，二甲基亚砜等。第三类称为两性溶剂。包括那些极性强和能自电离的溶剂。如Brcl3。第四类称无机分子溶剂，不含氢，也不接受质子，几乎不自电离。如SO2,N2O4 固态高温溶剂 a.熔盐第一类为以离子间力成键的化合物，包括像碱金属卤化物这类化合物。第二类包括以共价键为主的化合物 b.金属 选择溶剂的根据反应物的性质；生成物的性质和溶剂的性质。

有机高分子材料介绍

第四章有机高分子材料 第一节概述 有机高分子材料包括两种： 天然高分子材料：木材、棉花、皮革等； 有机聚合物合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料及粘合剂等。 有机高分子材料的特点：质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。且随着合成、加工技术的发展，耐高温、高强度、高模量和具有特定性能和功能的高分子材料也应运而生。 有机聚合物（有机玻璃、橡胶等等）具有与金属相反的物理性能： 大部分是电和热的绝缘体 不透明 硬度低 大部分不能禁受200℃以上的温度 有机聚合物材料的加工工艺 有机聚合物材料的加工工艺路线 有机物原料或型材 成形加工 切削加工 零件 热处理、焊接等 热压、注塑、挤压、喷射、真空成形等 高分子材料的基本概念 高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其它元素的原子之间能形成稳定的共价键。由于碳原子是4价，所以可以形成为数众多、结构不同的有机化合物，已知的有机化合物的总数已接近千万，而且新的有机化合物还不断合成出来。 高分子的链结构 高分子的聚合度及其计算 立构规整性 碳链高分子与杂链高分子 共聚物 高分子的相对分子质量与机械强度 1、高分子的链结构 一个大分子往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成，因此高分子又称为聚合物(polymer)。 也就是说高分子化合物是由许多结构单元相同的小分子化合物通过化学键连接而成的。 高分子的一个重要特点： 当一个化合物的相对分子质量足够大，以至多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能。 方括号内是聚氯乙烯结构单元，并简称结构单元。 许多重复单元连接成线型大分子，类似一条链子，因此有时又将重复单元称为链节。 由形成结构单元的小分子组成的化合物，称为单体，是合成高分子的原料。 式中括号表示重复连接，通常用n代表重复单元数，由又称聚合度。聚合度是衡量高分子大小的指标。 2、高分子的聚合度及其计算 由聚氯乙烯的结构式很容易看出，高分子的相对分子质量是重复单元的相对分子质量(M0)与聚合度( )(或重复单元数n)的乘积，即 根据化合物的相对分子质量大小来划分高分子和小分子：相对分子质量小于1000的，一般为小分子化合物；而相对分子质量大于10000的，称为高分子或高聚物；处于中间范围的可能为高分子（低聚物），也可能为小分子。 3、立构规整性

无机合成化学复习资料

1.使用气体应注意哪些安全问题 答：防毒 防火防爆 2.试述气体的来源和净化步骤，如何除去气体中的水分 答：来源 1.工业制备 2.实验室制备 净化步骤： 1.除去液雾和固体颗粒 2.干燥 3.除氧 4.除氮 去除气体中水分有两条途径： 1.让气体通过低温冷降，使气体中的水分冷冻下来 2.让气体通过干燥剂，将水分除去 3.干燥气体的干燥剂有哪些选择干燥剂应考虑哪些因素 答：干燥剂有两类： 1.可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂 2.可吸附气体中水分的干燥剂 应从以下方面考虑： 干燥剂的吸附容量，干燥剂的吸附容量越大越好 吸附速率，吸附速率越快越好 残留水的蒸汽压，吸附平衡后蒸汽压越小越好 干燥剂的再生 4.如何进行无氧实验操作 1.无水无氧操作室 2保护气体及其净化 3 试剂的储存和转移 4 反应、过滤和离心分离及升华提纯 5 样品的保存和转移 5.溶剂有哪些类型质子溶剂有什么特点质子惰性溶剂分为几类举例说明溶剂类型：质子溶剂，质子惰性溶剂，固态高温溶剂 质子溶剂的特点：自电离 质子惰性溶剂分类： a惰性溶剂四氯化碳，环己烷等 b偶极质子惰性溶剂。乙腈，二甲基亚砜等 c两性溶剂三氟化溴 d无机分子溶剂二氧化硫，四氧化二氮。 6. 使用溶剂时应考虑哪些因素依据哪些原则 答：因素：反应物的性质,生成物的性质,溶剂的性质 原则： a反应物充分溶解

b反应物不与溶剂作用 c使副反应最少 d易于使产物分离。 7.规则溶液理论的是用范围是什么 答：规则溶液理论只能适用于混合物，在这个混合物中没有化学反应和溶剂化效应。 8.下列反应在水和液氨中进行效果有什么不同 答：在水中进行时，反应产物为氯化银有白色沉淀。在液氨进行时，溶液为无色透明，发生了络合效应。 9.什么叫拉平效应和区分效应 答：拉平效应：将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子的水平的效应区分效应：能区分酸（或碱）强弱的作用为区分效应。 10.举例说明非水溶剂在无机合成中的应用。 答：a水溶液中难以生成化合物的制备。 b无水盐的制备 c异常氧化态特殊配位化合物的制备 d控制制备反应的速度 e提高制备反应的产率。 第三章经典合成方法 1. 化学气相沉积法有哪些反应类型该法对反应体系有什么要求在热解反应中用金属烷基化物和金属烷基氧化物作为源物质时，得到的沉积层分别为什么物质如何解释 答1、反应类型：热分解反应；化学合成反应；化学输运反应。 2、要求： 1）反应物在气温下最好是气态，或在不太高的温度下就有相当的蒸气压，且容易获得高纯产品。 2）能够形成所需要的材料沉积层，反应副产物均易挥发 3）沉积装置简单操作方便。 3、金属烷基化物，其M-C键能一般小于C-C键能，可广泛用于沉积高附着 性的金属膜。若元素的烷氧基配合物，由于M-O键能大C-键能，所以可用来沉积氧化物。 2.写出制备光导纤维预制棒的主要反应和方法。反应体系的尾气如何处理在管内沉积法和管外沉积法中加入添加剂的顺序有什么不同 答：方法：管内沉积法，管外沉积法，轴向沉积法，等离子体激活化学气相沉积法。 和HCl，除去的方法是用碱液吸收。 尾气:SO 2

考研无机化学_知识点总结

第一章物质存在的状态………………………………………………………………2 一、气体 .......................................................................................................... 2 二、液体 .......................................................................................................... 3 ①溶液与蒸汽压 ................................................................................................ 3 ②溶液的沸点升高和凝固点的下降 ................................................................... 3 ③渗透压 .......................................................................................................... 4 ④非电解质稀溶液的依数性 .............................................................................. 4 三、胶体 .......................................................................................................... 4 第二章 化学动力学初步……………………………………………………………5 一、化学反应速率 ............................................................................................ 5 二、化学反应速率理论 ..................................................................................... 6 三、影响化学反应速率的因素 .......................................................................... 6 2、温度 ............................................................................................................ 7 第三章 化学热力学初步……………………………………………………………8 一、热力学定律及基本定律 .............................................................................. 8 二、化学热力学四个重要的状态函数 ................................................................ 9 4、自由能 ....................................................................................................... 10 ①吉布斯自由能 .............................................................................................. 10 ②自由能G ——反应自发性的判据 .................................................................. 11 ③标准摩尔生成自由能θ m f G ? (11)

无机合成化学

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第二章气体和溶剂 P45 1.使用气体应注意哪些安全问题？ 答：防毒 防火防爆 2.试述气体的来源和净化步骤，如何除去气体中的水分？ 答：来源 1.工业制备 2.实验室制备 净化步骤： 1.除去液雾和固体颗粒 2.干燥 3.除氧 4.除氮 去除气体中水分有两条途径： 1.让气体通过低温冷降，使气体中的水分冷冻下来 2.让气体通过干燥剂，将水分除去 3.干燥气体的干燥剂有哪些？选择干燥剂应考虑哪些因素？ 答：干燥剂有两类： 1.可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂 2.可吸附气体中水分的干燥剂 应从以下方面考虑： 干燥剂的吸附容量，干燥剂的吸附容量越大越好 吸附速率，吸附速率越快越好 残留水的蒸汽压，吸附平衡后蒸汽压越小越好 干燥剂的再生 4.如何进行无氧实验操作？ 1.无水无氧操作室 2保护气体及其净化 3 试剂的储存和转移 4 反应、过滤和离心分离及升华提纯 5 样品的保存和转移 5.溶剂有哪些类型？质子溶剂有什么特点？质子惰性溶剂分为几类？举例说明溶剂类型：质子溶剂，质子惰性溶剂，固态高温溶剂 质子溶剂的特点：自电离 质子惰性溶剂分类： a惰性溶剂四氯化碳，环己烷等 b偶极质子惰性溶剂。乙腈，二甲基亚砜等 c两性溶剂三氟化溴 d无机分子溶剂二氧化硫，四氧化二氮。 6. 使用溶剂时应考虑哪些因素？依据哪些原则？ 答：因素：反应物的性质,生成物的性质,溶剂的性质

a反应物充分溶解 b反应物不与溶剂作用 c使副反应最少 d易于使产物分离。 7.规则溶液理论的是用范围是什么？ 答：规则溶液理论只能适用于混合物，在这个混合物中没有化学反应和溶剂化效应。 8.下列反应在水和液氨中进行效果有什么不同？ 答：在水中进行时，反应产物为氯化银有白色沉淀。在液氨进行时，溶液为无色透明，发生了络合效应。 9.什么叫拉平效应和区分效应？ 答：拉平效应：将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子的水平的效应区分效应：能区分酸（或碱）强弱的作用为区分效应。 10.举例说明非水溶剂在无机合成中的应用。 答：a水溶液中难以生成化合物的制备。 b无水盐的制备 c异常氧化态特殊配位化合物的制备 d控制制备反应的速度 e提高制备反应的产率。 第三章经典合成方法 1. 化学气相沉积法有哪些反应类型？该法对反应体系有什么要求？在热解反应中用金属烷基化物和金属烷基氧化物作为源物质时，得到的沉积层分别为什么物质?如何解释？ 答1、反应类型：热分解反应；化学合成反应；化学输运反应。 2、要求： 1）反应物在气温下最好是气态，或在不太高的温度下就有相当的蒸气压，且容易获得高纯产品。 2）能够形成所需要的材料沉积层，反应副产物均易挥发 3）沉积装置简单操作方便。 3、金属烷基化物，其M-C键能一般小于C-C键能，可广泛用于沉积高附着 性的金属膜。若元素的烷氧基配合物，由于M-O键能大C-键能，所以可用来沉积氧化物。 2.写出制备光导纤维预制棒的主要反应和方法。反应体系的尾气如何处理？在管内沉积法和管外沉积法中加入添加剂的顺序有什么不同? 答：方法：管内沉积法，管外沉积法，轴向沉积法，等离子体激活化学气相沉

有机高分子材料

聚焦新型有机高分子材料 在近几年的高考中，有机高分子的命题大都以合成纤维、橡胶和塑料为背景，并和生产实际相结合。主要形式包括：一是由一种或几种单体加聚成高分子化合物或由加聚产物反推其单体；二是由一种或几种单体缩聚成高分子化合物或已知高分子的链节求其组成的单体。由于大多数合成材料的废弃物会给环境造成污染，因此“白色污染”与治理等都是高考命题的热点。 一、塑料 1.塑料的成分 塑料的主要成分是合成树脂，它的组成中还要根据需要加入某些具有特定用途的添加剂，如能提高塑料的增塑剂、防止老化的防老化剂等。 二、纤维 1.用木材、草类的纤维经化学加工制成的黏胶纤维又叫人造纤维。利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，再经聚合制成的是合成纤维。二者均称化学纤维。

三、橡胶 1.根据来源不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。 2.合成橡胶的原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子。 应用举例： 【例题1】某高分子化合物的部分结构如下： ，下列说法不正确的是 A．聚合物的结构单元为 B．聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n

C．聚合物的单体为CHCl＝CHCl D．若n表示结构单元重复的次数，其相对分子质量为97n 解析：因为高分子主链上均为碳原子，又由于单体是重复的结构单元，且碳碳单键， 单键可以旋转，所以链节是 ，单体是CHCl＝CHCl。 答案：A 点拨：有机高分子几个概念比较 【例题2】卤代烃分子里的卤原子易与活泼金属阳离子结合，发生下列反应（X代表卤原子）： R－X + 2Na + X－R' R－R' + 2NaX R－X + NaCN R－CN + NaX 根据下列各物质的转化关系：

无机化学知识点归纳

无机化学知识点归纳 一、常见物质的组成和结构 1、常见分子（或物质）的形状及键角 （1）形状：V型：H2O、H2S 直线型：CO2、CS2 、C2H2平面三角型：BF3、SO3 三角锥型：NH3正四面体型：CH4、CCl4、白磷、NH4+ 平面结构：C2H4、C6H6 （2）键角：H2O：104.5°；BF3、C2H4、C6H6、石墨：120°白磷：60° NH3：107°18′CH4、CCl4、NH4+、金刚石：109°28′ CO2、CS2、C2H2：180° 2、常见粒子的饱和结构： ①具有氦结构的粒子（2）：H－、He、Li+、Be2+； ②具有氖结构的粒子（2、8）：N3－、O2－、F－、Ne、Na+、Mg2+、Al3+； ③具有氩结构的粒子（2、8、8）：S2－、Cl－、Ar、K+、Ca2+； ④核外电子总数为10的粒子： 阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+； 阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2－； 分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 ⑤核外电子总数为18的粒子： 阳离子：K+、Ca 2+； 阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－； 分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4。 3、常见物质的构型： AB2型的化合物（化合价一般为＋2、－1或＋4、－2）：CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2、ClO2、CaC2、MgX2、CaX2、BeCl2、BaX2、KO2等 A2B2型的化合物：H2O2、Na2O2、C2H2等 A2B型的化合物：H2O、H2S、Na2O、Na2S、Li2O等 AB型的化合物：CO、NO、HX、NaX、MgO、CaO、MgS、CaS、SiC等 能形成A2B和A2B2型化合物的元素：H、Na与O，其中属于共价化合物（液体）的是H 和O［H2O和H2O2］；属于离子化合物（固体）的是Na和O［Na2O和Na2O2］。 4、常见分子的极性： 常见的非极性分子：CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、、SF6、C2H4、C2H2、C6H6等 常见的极性分子：双原子化合物分子、H2O、H2S、NH3、H2O2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等5、一些物质的组成特征： （1）不含金属元素的离子化合物：铵盐 （2）含有金属元素的阴离子：MnO4－、AlO2－、Cr2O72－ （3）只含阳离子不含阴离子的物质：金属晶体 二、物质的溶解性规律 1、常见酸、碱、盐的溶解性规律：（限于中学常见范围内，不全面） ①酸：只有硅酸（H2SiO3或原硅酸H4SiO4）难溶，其他均可溶； ②碱：只有NaOH、KOH、Ba(OH)2可溶，Ca(OH)2微溶，其它均难溶。 ③盐：钠盐、钾盐、铵盐、硝酸盐均可溶； 硫酸盐：仅硫酸钡、硫酸铅难溶、硫酸钙、硫酸银微溶，其它均可溶；

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第二章气体和溶剂 P45 1.使用气体应注意哪些安全问题？ 答：防毒 防火防爆 2.试述气体的来源和净化步骤，如何除去气体中的水分？ 答：来源 1.工业制备 2.实验室制备 净化步骤： 1.除去液雾和固体颗粒 2.干燥 3.除氧 4.除氮 去除气体中水分有两条途径： 1.让气体通过低温冷降，使气体中的水分冷冻下来 2.让气体通过干燥剂，将水分除去 3.干燥气体的干燥剂有哪些？选择干燥剂应考虑哪些因素？ 答：干燥剂有两类： 1.可同气体中的水分发生化学反应的干燥剂 2.可吸附气体中水分的干燥剂 应从以下方面考虑： 干燥剂的吸附容量，干燥剂的吸附容量越大越好 吸附速率，吸附速率越快越好 残留水的蒸汽压，吸附平衡后蒸汽压越小越好 干燥剂的再生 4.如何进行无氧实验操作？ 1.无水无氧操作室 2保护气体及其净化 3 试剂的储存和转移 4 反应、过滤和离心分离及升华提纯 5 样品的保存和转移 5.溶剂有哪些类型？质子溶剂有什么特点？质子惰性溶剂分为几类？举例说明溶剂类型：质子溶剂，质子惰性溶剂，固态高温溶剂 质子溶剂的特点：自电离 质子惰性溶剂分类： a惰性溶剂四氯化碳，环己烷等 b偶极质子惰性溶剂。乙腈，二甲基亚砜等 c两性溶剂三氟化溴 d无机分子溶剂二氧化硫，四氧化二氮。 6. 使用溶剂时应考虑哪些因素？依据哪些原则？ 答：因素：反应物的性质,生成物的性质,溶剂的性质

a反应物充分溶解 b反应物不与溶剂作用 c使副反应最少 d易于使产物分离。 7.规则溶液理论的是用范围是什么？ 答：规则溶液理论只能适用于混合物，在这个混合物中没有化学反应和溶剂化效应。 8.下列反应在水和液氨中进行效果有什么不同？ 答：在水中进行时，反应产物为氯化银有白色沉淀。在液氨进行时，溶液为无色透明，发生了络合效应。 9.什么叫拉平效应和区分效应？ 答：拉平效应：将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子的水平的效应区分效应：能区分酸（或碱）强弱的作用为区分效应。 10.举例说明非水溶剂在无机合成中的应用。 答：a水溶液中难以生成化合物的制备。 b无水盐的制备 c异常氧化态特殊配位化合物的制备 d控制制备反应的速度 e提高制备反应的产率。 第三章经典合成方法 1. 化学气相沉积法有哪些反应类型？该法对反应体系有什么要求？在热解反应中用金属烷基化物和金属烷基氧化物作为源物质时，得到的沉积层分别为什么物质?如何解释？ 答1、反应类型：热分解反应；化学合成反应；化学输运反应。 2、要求： 1）反应物在气温下最好是气态，或在不太高的温度下就有相当的蒸气压，且容易获得高纯产品。 2）能够形成所需要的材料沉积层，反应副产物均易挥发 3）沉积装置简单操作方便。 3、金属烷基化物，其M-C键能一般小于C-C键能，可广泛用于沉积高附着 性的金属膜。若元素的烷氧基配合物，由于M-O键能大C-键能，所以可用来沉积氧化物。 2.写出制备光导纤维预制棒的主要反应和方法。反应体系的尾气如何处理？在管内沉积法和管外沉积法中加入添加剂的顺序有什么不同? 答：方法：管内沉积法，管外沉积法，轴向沉积法，等离子体激活化学气相沉

无机化学_知识点总结

无机化学（上） 知识点总结 第一章 物质存在的状态 一、气体 1、气体分子运动论的基本理论 ①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径； ②气体分子处于永恒无规则运动状态； ③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时； ④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。 ⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。 2、理想气体状态方程 ①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略 ②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa 2L 2mol 1-2K 1- ③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体 ④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个； b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=M W ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMV RT =p 3、混合气体的分压定律 ①混合气体的四个概念 a 、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力； b 、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积 c 、体积分数：φ= 2 1 v v d 、摩尔分数：xi= 总 n n i ②混合气体的分压定律 a 、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和； 某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比 b 、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体 c 、应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、 4、气体扩散定律 ①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比： 2 1 u u =21p p =2 1 M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离 二、液体

无机非金属材料概论

授课教师命题教师或命题负责人签字付玉彬 年月日 院系负责人签 字年月日 共3页第2页

中国海洋大学2007-2008学年第2学期期末考试试卷

材料科学与工程院《无机非金属材料概论》课程试题(A卷) 共3页第3页 四．名词解释（每题2分，共12分） 1，材料硬度；答:用来表示固体材料软硬程度的力学性能指标，表示材料表面局部区域抵抗压缩和断裂的能力。 2，高温蠕变性；答：无机非金属材料在常温下呈脆性，但在高温下承受小于其极限强度的某一恒定荷重时，会产生塑性变形。变形量随时间增长而逐渐增加，甚至会使材料破坏，此即高温蠕变。 3，耐火度；答：材料在高温下达到特定软化程度时的温度。 4，热震稳定性（热稳定性）；答：指材料承受温度的急剧变化活在一定温度范围内冷热交替变化而不致破坏的能力。 5，水玻璃的模数；答：分子式中二氧化硅与氧化钠活氧化钾摩尔数的比值 6，混练；答：是两种以上不均匀物料的成分与颗粒度均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程。 五．简答与例举题（每题3分，共18分） 1，简要比较玻璃态结构的微晶学说和不规则网络学说，并概括其结构特点。 答微晶学说认为，玻璃是由无数微晶体组成，晶子是具有变形晶格的有序排列区域，分布在无定形介质中，从“晶子”到无定形部分是逐渐过度的，两者无明显界限。 它强调玻璃的微观不均匀性、不连续性和有序性；不规则网络学说则认为，玻璃是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成，，但其排序不像晶体那样有序，而是完全无规则的，缺乏对称性与周期性的重复，它主要强调玻璃结构的连续性、无序性和均匀性。 2，简述多晶材料中玻璃相的作用和分布形式。 作用：1，填充气孔与空隙，把多晶材料内松散的晶粒结合在一起，降低烧成温度， 3, 举例说明如何克服无机非金属材料的脆性，改善韧性，提高强度。

2018考研专业介绍：无机化学专业院校排名及研究方向

2018考研专业介绍：无机化学专业院校 排名及研究方向 一、专业介绍 1、概述： 无机化学是化学下属的二级学科，是以实验为基础的一门基础性学科，是研究无机物质的组成、性质、结构和反应的科学，是化学中最古老的分支学科。近年来，无机化学的研究与发展越来越受到化学界的重视，现已从最早的理论性研究逐步地进入到人类社会的现代化建设中。无机化学是我国最早设置的化学专业之一。 2、研究方向： 无机化学的研究方向主要有 01无机合成化学 02能源材料化学 03无机纳米材料 04化学电源 05功能性配合物化学 06生物无机化学 (注：各大院校的研究方向有所不同，以南开大学为例) 3、培养目标： 本专业硕士学位获得者应具有较深厚的近代无机化学和结构化学等基础理论知识;熟悉并掌握近代无机合成技术以及对化合物进行表征的常用近代物理研究方法、现代化学实验技术;了解相关领域在国内外的现状和发展趋势，能够适应我国经济、科技、教育发展需要;具有较好的实验技能和总结归纳分析问题的能力，能独立进行科研工作;有严谨的学风;至少掌握一门外国语，具有较熟练的阅读能力以及一定的写作和听说能力。毕业后可胜任高校、科研院所和企业单位的教育、科研和应用开发或管理工作。 4、研究生入学考试科目： ①101思想政治理论 ②201英语一 ③708综合化学 ④820无机化学 (注：各大院校的考试科目有所不同，以南开大学为例) 5、相关专业 与无机化学专业相关的二级学科有：分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学与物理 二、专业素质要求及就业 无机化学是化学科学中发展最早的一个分支学科。它承担着研究所有元素的单质和化合物(碳氢化合物及衍生物除外)的组成、结构、性质和反应的重大任务。当前无机化学的发展有两个明显趋势，即在广度上的拓宽和深度上的推进。它与现代文明的三大支柱：能源、信息和材料紧密相联。随着各学科的相互渗透及其自身的新成就，无机化学学科已发展到一个新阶段，在新材料的制备及应用上，已具有了相当重要的战略地位，具有广阔的发展前景，同步于材料科学、生命科学以及信息、能源的发展，是各类交叉学科的源始学科，特别是材

无机合成化学参考题

无机合成参考题

无机合成化学参考题 1.进行无机合成时，选择溶剂应遵循什么样的原则？ 答：有利于反应进行 对人毒性较小 对环境污染小 不是很贵 2.分子筛可以用于纯化与催化反应的原理是什么？ 答：原理：分子筛中有均匀的空隙结构当物质大小与分子筛空隙大小相近时就会透过分子筛进而阻挡一部分物质，达到纯化的目的。分子筛中有许许多多的空腔，空腔内又有许多直径相同的微孔相连，这些微孔能将极性不同，沸点不同，饱和程度不同的分子分离开来就可以达到纯化的作用。 分子筛经过质子交换处理后，表面具有丰富的质子酸位，可以在酸催化反应中可以提供很高的催化活性，其孔道结构形成选择性也可催化炼油反应。 3.以1 : 1摩尔比的MgO和Al2O3的混合物反应生成尖晶石为例来讨论固体反 应过程的影响因素。并解释为什么在实际实验中反应生成两界面以1 : 2.7的比例移动？ 4.精细陶瓷与传统陶瓷有什么区别？ 答：原料：前者使用粘土为主要原料，后者则使用可以在化学组成、形态、粒度和分布精确控制的氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等为主要原料。 成分：前者由粘土产地决定，后者因为是纯化合物由人工配比决定。 定制工艺：前者主要是手工来制坯，上釉工艺，以炉窑来生产，后者主要用等静压，注射成型和气相沉积来获得相对精确的和较大密度的坯体，以真空烧结等先进烧结手段。 性能：前者主要用来观赏，生活使用，后者则具有高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能

在高温机械等领域得到广泛的应用。 5.什么叫水热与溶剂热合成，影响水热反应的因素有哪些？ 答：概念：水热与溶剂热合成指在一定温度下（100—1000°C）和压强 （1-100MPa）条件下利用溶液中物质化学反应来合成材料，重点研究高温和密闭或高压条件下溶液中的化学行为与规律一般在特定类型的密闭容器活高压釜中进行的一类有效的合成方法。 影响因素：溶液中的溶剂种类，如水或者非水 反应物本身性质 温度一般是较低温度 压力，pH等 反应时间，添加剂， 6.溶胶—凝胶合成的原理是什么？该合成方法有哪些特点？ 答：原理：一般以无机物或者金属醇盐做前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解，缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经过陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，形成凝胶，再经过干燥，烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 特点：优点：因为起始原料首先被分散在溶剂中形成低粘度溶液所以可以均匀混合得到均匀的材料 所制备的原料具有较高的纯度 材料组成组分较好控制 反应时温度比较低 具有流变特性 可以控制孔隙度 缺点：原料成本较高 存在残留小空洞 较长反应时间 有机溶剂对人有一定的危害性 7.离子液体的含义，与传统溶剂相比有哪些优点？

有机高分子材料概述

有机高分子材料概述和发展趋势 陈彪 2011327120112 材料科学与工程11（1）班 摘要：有机高分子材料包括木材、棉花、皮革等天然高分子材料和朔料、合成纤维及合成橡胶等有机聚合物合成材料。它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。塑料、橡胶和合成纤维是有机高分子材料的典型的代表，此外，还有涂料和粘合剂等。 关键词：有机高分子材料；发展趋势 高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机高分子化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间能够形成稳定的共价键组成高分子化合物。 人们使用高分子材料的历史很早，由于它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快，自20世纪20年代以来，就已经发展了人工合成的各种高分子材料。 高分子材料有各种不同的分类方法。例如，按来源可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。按大分子主连接结构可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料及元素有机高分子材料等。最常用的是根据高分子材料的性能和用途进行分类。 根据性能和用途，高分子材料可分为橡胶、塑料、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子材料以及复合材料等不同的类别。 下面以介绍这几大类高分子材料为主。 1橡胶 橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度范围内具有优异的弹性，所以又称为高弹体。按其来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从自然界含胶植物制取的一种高弹物质。合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。 橡胶具有独特的高弹性，还具有良好的疲劳强度、点绝缘性、耐化学腐蚀以及耐磨性等使它成为国民经济中不可缺少和难以代替的重要材料。 2塑料 塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上包括塑料的半成品，如压塑粉等。 作为塑料基础组分的聚合物，不仅决定塑料的类型而且决定塑料的主要性能。一般而言，塑料用聚合物的内聚能介于纤维与橡胶之间，使用温度范围在其脆化温度和玻璃化温度之间。应当注意，同一种聚合物，由于制备方法、条件及加工方法的不同，常常既可作塑料用，也可做纤维用。 塑料是一类重要的高分子材料，具有质地轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易加工成型等特点，其性能可调范围宽，具有广泛的应用领域。 3纤维 纤维是指长度比直径大很多倍，并具有一定韧性的纤细物质。纤维的特点是分子间次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 纤维可分为两大类：一类是天然纤维，如棉花、羊毛、蚕丝和麻等，另一类是化学纤维，即用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维。

无机合成化学课后习题

无机合成化学课后习题 第一章 1.现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化？ 2. 为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的 标志？ 3. 为什么说合成化学是化学学科的核心，是化学家改造世界、创造社会财富的最有力的手段？ 4.您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗？ 5.为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发 展史？ 6.您或您的朋友的研究课题属于无机合成领域吗？如果是，属于哪个热点领域？举例说明。 7. 什么是极端条件下的合成？能否举一例说明。 8. 查阅文献，找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。 9. 何谓软化学合成方法？与所谓的“硬化学法”相比有什么 特点？ 10.在研究工作中，您最喜欢利用哪种工具查阅化合物的合成方法 第二章 1. 化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用？

2. Bartlett是怎样从吉布斯-亥姆霍兹方程分析，确立稀有气体第一个化合物制备的热力学根据？ 3. Ellingham 图建立的依据是什么？ 4. 查阅Ellingham 图，看MnO被C还原为金属的最低温度是多少？写出该温度下的总反应方程式。 5. 偶合反应在无机合成中应用的原理何在？请举例说明。 6. 10.Pourbaix图(pH-E)的实质是什么？它都有哪些方面的应用？ 第三章 1.温度与物性有怎样的关系？什么是物质的第五态？ 2.实验室中，获得低温的方法或低温源装置有哪几种？各举 一例。 3.为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长 的蓝光？核心物种是什么？如何证明？ 4. 什么是金属陶瓷？有什么特殊性质？用在哪些方面？它们是如何在高温下制备的？ 5. 获得高温有哪些手段？高温合成技术有哪些广泛应用？ 6.何谓高温下的化学转移反应？它主要应用在无机合成的哪些方面？ 7.什么是等离子体超高温合成？它主要有哪些方面的用途？ 8.什么是自蔓延高温合成？该法有什么特点？其关键技术是什么？

无机非金属材料的主角硅教学设计

《无机非金属材料的主角──硅》教学设计 北京潞河中学孟祥雯 1．指导思想与理论依据 高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注化学发展的前沿，注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系，高度重视实验与探究，倡导自主、探究、合作的学习方式。 因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统（存在、组成、结构、性质、制法、用途）的完整，而是注重STS教育，从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律，有利于学生的学习。 2．教学内容分析 （1）主要内容 本课时位于化学必修1的第四章第一节，主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是： 本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。 （2）地位与作用 硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法，有别于第三章的横向对比学习法，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成，为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料，同时，也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。 本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切，知识面广，趣味性强，能使学生真正认识化学在促进社会发展，改善人类的生活条件方面所起的重要作用，全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习，有利于贯彻STS教育的观点，激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。 （3）教材处理 本节课从生活中常见的干燥剂入手，创设问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲，进而主动接受学习任务；通过探究实验，体验硅酸的制取，进一步了解硅胶和变色硅胶；通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点，认识二氧化硅的结构，采用比较的方法学习SiO2的化学性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中，从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值，深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因，激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望，全面体现化学课程的科学教育功能。 本节课也为不同层次的学生设计了不同的教学目标，基础较弱的学生把重点放在课前的预习和课堂上的性质对比教学中，而学有余力的优秀学生可以在课后对课堂上没有深入研究的一些问题进行挖掘和拓展，如将硅及其化合物的结构理论知识、在材料领域中的应用等作为拓展性内容，通过查阅资料、讨论等方法进行更深入的学习。 3．学生情况分析 （1）本节课的教学对象为高一学生，学生已有知识和未知知识分析： （2）学生学习本单元可能会遇到的障碍点

无机非金属材料结构知识点整理

一概述 1.材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料性能关系到材料的应用材料含义在于应用，材料的什么决定应用的概念和设计，决定了应用的基础——综合的性能决定最终产品的形态和应用…… 2.材料研究的核心问题：以材料的结构和性能为研究对象，并重点研究结构与材料性能之间的关系，为材料性能的改进和新材料的开发提供指导。 3材料结构层次：原子结构，晶体结构——功能材料密切相关；显微结构，微观组织——结构材料密切相关；宏观结构——复合材料相关；、 4材料的电子结构——指材料中的电子分布和状态，它不同于单个的分子和原子的电子结构，因为这两者不是长程的完整的材料。它是决定材料晶体结构的主要和本质原因。 5. 电子波动反映到原子中，为驻波。 6.现代材料结构和性能测量的重要原理和基础：X光衍射和电子显微技术——微观结构，磁性分布和能隙空间分布等等，其中大都以微观过程或性能直接体现了量子效应和作用…… 7.量子理论是解决电子结构的惟一工具。是以能量的量子化和波函数概念为核心的，可依照薛定额方程确定的第一性原理分析方法。 二、晶体结构 1晶体的特征：均匀性；各向异性；自发地形成多面体外形；晶体具有明显确定的熔点；晶体的对称性；晶体对X射线的衍射； 2晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。 3晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况 4晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体中这些质点除与其最近邻外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。晶体与非晶体之间的主要差别在于它们是否有三维长程点阵结构。 5晶体――原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体 6固体分类(按结构)――晶体:长程有序；非晶体:不具有长程序的特点,短程有序；准晶体:有长程取向性，而没有长程的平移对称性。 7在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元，这个基本结构单元称为基元，基元是晶体结构中最小的重复单元，基元在空间周期性重复排列就形成晶体结构。晶格+基元=晶体结构 8晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布，通过这些点做三组不共面的平行直线族，形成一些网格，称为晶格(或者说这些点在空间周期性排列形成的骨架称为晶格)。9取一格点为顶点，由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学（简称原胞）。 10结晶学原胞（简称单胞）构造：使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向，它具有明显的对称性和周期性。 11维格纳--塞茨原胞构造：以一个格点为原点，作原点与其它格点连接的中垂面(或中垂线)，由这些中垂面(或中垂线)所围成的最小体积(或面积)即为W--S原胞。特点：它是晶体体积的最小重复单元，每个原胞只包含1个格点。其体积与固体物理学原胞体积相同。 12原胞与分类—7大晶系 晶系晶轴轴间夹角实例 立方 a = b = c α=β=γ= 900Cu, NaCl 四方 a = b ≠ c α=β=γ= 900Sn, SiO2 正交 a = ≠ b ≠ c α=β=γ= 900I2, BaCO3 三方 a = b = c α=β=γ≠ 900As, Al2O3 a = b ≠ c α=β= 900，γ = 1200 单斜 a ≠ b ≠ c α= γ= 900，β≠ 900KClO3 三斜 a ≠ b ≠ c α≠ β≠ γ≠ 900 K2CrO7 六方 a = b ≠ c α=β= 900，γ =1200 Mg,CuS