文档介绍：无机化学
的今天和明天
一无机化学的沿革
三现代无机化学发展的特点
二无机化学发展的现状和
未来发展的可能方向
一无机化学的沿革
最初的化学就是无机化学;
为研究能左右无机物和有机物的性质和反应的一般规律, 产生了新的化学分支──物理化学(物理化学通常是以1887年德国出版«物理化学学报»杂志为其标志);
○在这个时期无机化学家的贡献是:
★这个时期是无机化学的建立和发展的时期。
2 合成已知元素的新化合物
3 确立了原子量的氧单位
4 门捷列夫提出了元素周期表
5 维尔纳提出了配位学说
1 发现新元素
1828年武勒由***酸铵制得尿素,
NH2CONH2
动摇了有机物只是生命体产物的观点, 有机化学应运而生;
大约在1900年到第二次世界大战期间, 同突飞猛进的有机化学相比, 无机化学的进展却是很缓慢的。无机化学家在这段时期没有重大的建树, 缺乏全局性的工作, 无机化学的研究显得冷冷清清。
▼当时出版的无机化学的大全或教科书, 几乎都是无机化学的实验资料库, 是纯粹描述性的无机化学。
▼在无机化学专业的教育和培养方面也很薄弱, 在当时的化学系的学生的教学计划中, 只在大学一年级开设无机化学, 缺乏必要的循环, 也无再提高的机会。教师在讲台上无奈何只能“存在、制备、性质、用途”千篇一律,学生学起来枯燥乏味,认为“无机化学”就是“无理化学”,多不感到兴趣,因而有志于无机化学的人是寥寥无几。
这个时期, 是无机化学处于门庭冷落的萧条时期。
第二次世界大战中美国的曼哈顿工程(原子能计划* ) 极大地“催化”了无机化学的发展, 使无机化学步入了所谓“复兴”时期。
*原子能计划是一项综合性工程, 它涉及到物理学和化学的各个领域,尤其向无机化学提出了更多的课题:
原子反应堆的建立,促进了具有特殊性能的新无机材料的合成的研究;
同位素工厂的建设, 促进了各种现代分析、分离方法的发展;
随着原子能计划的实施, 以及量子力学和物理测试手段在无机化学中的应用, 使得无机化学在理论(如周期系理论、原子分子理论、配位化学理论、无机化学热力学、无机反应动力学)上也渐趋成熟。
各种粒子加速器的建造, 推动了超铀元素的合成;
战后和平时期中随着工农业生产的飞跃发展, 无机化学不仅在原有的天地中长进, 而且还不断渗透到其他各种学科而产生了新的边缘学科, 如:
★自战后至今,无机化学已从停滞萧条时期步入了一个“柳暗花明又一村”的黄金时期。
有机金属化合物化学
无机固体化学
物理无机化学
生物无机化学和无机生物化学
二无机化学发展的现状和未
来发展的可能方向
1 有机金属化合物化学
现代无机化学中第一个活跃的领域:
1827年就制得了第一个有机金属化合物Zeise盐:
K2[PtCl4] + C2H4
K[Pt(C2H4)Cl3] +KCl
1952年二茂铁的结构被测定;
近三、四十年本领域的发展十分迅速:
有6人因在本领域内的贡献而获诺贝尔奖金。
★发现了很多新反应;
★金属有机化学的发展导致了各种有机合成新方法的建立;
★使人们对催化过程有了进一步的了解。
★制备了许多新化合物;
Ziegler-Natta 催化剂是一个烷基铝和三***化钛固体的混合物, 可在低压下生产聚乙烯和聚丙烯, 其作用机制被认为是乙烯或丙烯聚合时的链增长的顺位插入机制, 增长中的链与单体分子往复于两个顺式配位之间(这个机制让人联想到一台在分子水平上起作用的纺车) 。
如: Ziegler和Natta因发现烯烃的立体有择催化而分享了1963年的诺贝尔化学奖。
以丙烯在Ziegler Natta 催化剂作用下聚合生成聚丙烯的反应为例:
这一聚合反应的重要特点是由于受到配位在 Ti离子上的R和Cl-配体空间位阻的影响, 使得丙烯的配位和烷基的迁移只能以一定的方式进行, 从而得到立体定向的聚合物。
首先是在TiCl3晶体中Ti原子上产生配位空位;丙烯分子在Ti原子的空位上配位,形成一个四中心的过渡态,烷基迁移到丙烯上,得到一个新的Ti-烷基配合物。在Ti离子重新出现的空位上再被丙烯分子配位,接着又进行烷基的迁移,如此循环不断,最后得到聚丙烯。
Wilkinson和Fisher由于在环戊二烯基金属化合物即所谓的夹心化合物的研究方面作出的杰出贡献而荣获了1973年的诺贝尔化学奖。
夹心化合物是一类结构特殊的化合物, 其中心金属原子位于两个环之间, 且与两个环上碳原子等距离。被戏称为“三明治”化合物(pound)。研究表明, 金属离子与环通过强的大键进行结合。这类化合物是富电子的, 能发生许多亲电子取代反应。现已合成出几乎所有过渡金属的环戊二烯基化合物及与