无机化学与化学分析-1

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1、无机化学与化学分析第一章化学发展史科学总是从自然界中得到启发而诞生，又总是在自然界的不断启发下而得到发展。化学的发展也不例外。从“天火”联想到“燃素”，进而演化成氧化还原理论；从天然物质的分离，到强大的有机合成化学的建立；从小分子化合物的研究，到超分子化学的飞跃等等……在这些化学发展史的里程碑上，无一不隽刻着来自自然的启迪。无机化学与化学分析1.1化学发展的历程1、化学的发展始于无机化学：早期研究的对象是简单的无机化合物。2、1828年德国Wöhler（武勒）合成尿素，标志着有机化学的开始，形成研究与生命有关的C元素化学，即以C元素为基本组成的C，H，O，N化合物化学。19世

2、纪初有机化学开始发展，100年后建成了完整而庞大的体系。无机化学与化学分析无机化学的复兴现代无机化学始于化学键理论的建立。现代仪器在无机化学的应用，形成现代无机化学体系。配位化学成为无机化学的重要学科。受有机，物化，电化学，催化，生化等学科的渗透，无机化学研究内容大大拓展。1950年代开始，无机化学进入复兴时期。无机化学与化学分析无机化学与化学分析夹心化合物被合成金属卡宾(metalcarbene)金属卡拜(metalcarbyne)金属有机基础理论的提出与发展-络合物理论缺电子键理论分子轨道理论前线轨道匹配理论等金属有机化学进入大发展时期无机化学与化学分析化学无机化学有机

3、化学配位化学金属有机化学M－L键M－C键无机化学与化学分析金属有机和配位化学是介于有机化学和无机化学之间的三级学科。原子簇化学则来自与配位化学与金属有机的发展，是两学科间发展起来的边缘科学。金属簇合物通常包含M－M键。它的定义包含以下几个要素：金属原子间有明显的相互作用。金属原子组成完整或欠完整的多面体结构。分子中有离域化的多中心键。无机化学与化学分析金属簇化学的产生与发展在经典的金属有机，无机配合物及元素有机化合物中，有些化合物含多个中心原子，成为多核结构的化合物。中心原子间形成多面体骨架。1857年，陆森黑盐是金属簇合物的第一例。[Fe4S3(NO)7]-1907年Ta6

4、Cl141920年Mo6Cl12这些都是金属簇合物的早期零星发现的代表。无机化学与化学分析羰基金属簇金属硫簇硼原子簇广义的原子簇概念1、中心原子相互成键2、中心原子形成完整或欠完整多面体结构3、电子结构为离域化的多中心键无机化学与化学分析化学人自然人、自然和化学无机化学与化学分析1.2分子工程从单分子到分子聚集体从分子设计到晶体工程无机化学与化学分析从分子设计到晶体工程来自生物体系自组装的灵感――基因推动下的分子或基团识别与复制，从而以最经济方式得到精致的活性中心与复杂的外围结构如何去排列原子？如何合成有序结构的化合物？配体设计？配体的配位信息为金属所识别从而按一定规律与方向

5、组装，得到人们要求的有序结构或特定结构。无机化学与化学分析J.-M.Lehn,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1993,90,5394Self-assembly:tetrahedralvsoctahedralPolypyridyltypeligandOligoHelicate:Let’stwist!无机化学与化学分析无机化学与化学分析无机化学与化学分析三角盆架形结构无机化学与化学分析CuboctahedronCu12(tapp)8无机化学与化学分析金属树枝状分子无机化学与化学分析Mn(IV)S=3/2Mn(III)S=2SpinTotaleS=10[Mn12

6、O12(CH3COO)16(H2O)4]•2CH3COOH•4H2O无机化学与化学分析lowporosity/surfaceareauniformstructurehighporosity/surfaceareanon-uniformstructurehighporosity/surfaceareauniformstructurerationaldesign无机化学与化学分析1.3几个需说明的概念1.3.1测量单位表1-1SI基本物理量及其单位物理量名称单位单位符号长度（length）米（meter）m质量（mass）千克（kilogram）kg时间（time）秒（secon

7、d）s温度（temperature）开[尔文]（kelvin）K物质的量（amountofsubstance）摩[尔]（mole）mol电流（electriccurrent）安[培]（ampere）A发光强度（luminousintensity）坎[德拉]（candela）cd1960年，第11届国际计量大会提出了国际单位制（SI）[度量衡的统一，便于交流]无机化学与化学分析1物理量的符号都用斜体字母，单位的符号都用正体字母2物质的量将物质的量与组成该物质的基本单元（如原子、分子等粒子）的数目关联起来的