最新拓扑化学反应教学讲义ppt.ppt

《最新拓扑化学反应教学讲义ppt.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、拓扑化学反应4.5拓扑化学topotaxialreaction拓扑化学反应：又叫局部规整反应，指在一些无机固体化学反应中，产物的结构与反应物的结构存在一定的关联，化学反应在保持一定的晶体结构条件下进行。利用拓扑化学反应的结构不变性，可以进行具有特定结构和性质的固体材料的设计和合成。嵌入反应Intercalation脱水反应Dehydration离子交换IonExchange同晶置换反应Isomorphoussubstitution分解反应Decomposition氧化还原反应Redoxreaction拓扑化学一、

2、嵌入反应嵌入反应(Intercalation)是一类重要的软化学过程。在其过程中，一些外来离子或分子嵌入到固体基质晶格中，而不产生晶体结构的重大改变。注意：1.通常发生在层状化合物当中：层间的相互作用很弱，而层内的化学键很强2.在溶液中或熔盐中进行，有时还伴有氧化还原反应；3.脱嵌入反应二、脱嵌反应Deintercalation脱嵌反应：把引进去的外来客体从主体结构上移走的反应。说明：为嵌入反应的逆过程。主体：大的分子客体：小分子、离子Byremovingwaterand/orhydroxidegroupsfro

3、macompound.oftenperformredoxchemistryandmaintainastructuralframeworknotaccessibleusingconventionalsynthesisapproaches.Examples:Mo1-xWxO3•H2O→Mo1-xWxO3(230°C)三、脱水反应DehydrationOReReO3(WO3)的结构WO3晶体结构Mo1-xWxO3脱水反应(dehydrolysis)：是通过反应物脱水而得到产物的方法，在此方法中，脱水反应是通过局部化学反

4、应方式进行的。离子交换反应：是通过对具有可交换离子的物质进行交换改性的局部化学反应。四、离子交换IonExchange注意：1.是一类软化学过程；2.反应可在水溶液或熔盐中进行；3.母体结构对热、溶剂的稳定性是整个反应进行的关键;4.参与交换的金属离子性质相近.5.应用比较广泛的是沸石分子筛。四、离子交换IonExchange例1：新型沸石分子筛催化材料的合成沸石?沸石(zeolite)是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，

5、因此命名为"沸石"(瑞典文zeolite)。分子筛以选择性吸附为特征的。分子筛一词是为描述一类具有选择性吸附性质的材料，McBain于1932年提出的（可以是结晶的也可以是无定形的），当时，只有两类分子筛材料是已知的：天然沸石和活性炭。后来，又有多种分子筛材料被发现，包括硅酸盐、磷酸盐、氧化物等。α笼为二十六面体，由六个八元环和八个六元环组成，同时聚成十二个四元环，窗口最大有效直径为4.5A，笼的平均有效直径为11.4Aβ笼为十四面体，由八个六元环和六个四元环相连而成，窗口最大有效直径为2.8A，笼的平均有效直径

6、为6.6A。徐如人，1932年2月生，无机化学家，中科院院士，现任吉林大学化学学院教授。长期从事"沸石分子筛合成与结构化学"与"无机合成化学"基础研究。沸石和分子筛关系1.“沸石”是基于物质物理化学特性的定义，“分子筛”是基于材料结构和功能的定义。2.沸石可以用作分子筛，甚至在分子筛中最具代表性。但两者并不等同。3.含有Si、Al、O三种元素的分子筛，而分子筛可以含有其他杂原子，如Fe、Zn、P等。沸石和分子筛的性质（1）骨架组成的可调变性；（2）非常高的表面积和吸附容量；（3）吸附性质能被控制，可从亲水性到疏水

7、性；（4）酸性或其它活性中心的强度和浓度能被调整；（5）孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸（5～12Å）范围之内。知识加油站：X射线结构分析射线在电磁波谱中，X射线的波长范围为0.005~10nm，可见光波长（400~760nm）。衍不同晶面之间的干涉——面间干涉X射线结构分析原理X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。每一种结晶物质都有其特有的结构参数，包括点阵类型、晶胞大小、单胞中原子（离子或分子）的数目及位置等。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时

8、，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。用于Ⅹ射线衍射的辐射源通常是以铜、钼、铁、铬等元素为阳极靶材料的真空管，一般多采用靶元素的Kα辐射。为保证辐射的单色性，必须采用适当的滤光片，用以去除Kβ辐射，如铜靶配镍滤光片。X射线衍射作用：1.峰的强度看物质的结晶度；2.物质的纯度五、