点击化学简介

2024-04-24

点击化学简介(通用10篇)

篇1:点击化学简介

点击化学是诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless提出的一种快速合成大量化合物的`新方法.介绍了点击化学的概念及其主要反应类型,综述了点击化学作为一种新的合成方法在药物开发、聚合物合成和表面修饰等领域的应用,并对其发展前景进行了展望.

作 者:罗璇 林丹 孙玉婷 LUO Xuan LIN Dan SUN Yuting 作者单位:罗璇,LUO Xuan(湖北武汉市七里中学,430050)

林丹,孙玉婷,LIN Dan,SUN Yuting(华中师范大学化学教育研究所,湖北武汉,430079)

刊 名:化学教育 PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION年,卷(期):30(10)分类号:O6关键词:点击化学 药物开发 聚合物合成 表面修饰 环加成反应

篇2:点击化学简介

2003年经河南省教育主管部门批准,新乡医学院招生了第一届药学专业本科生,2004年正式成立了药学院,2006年获得药理学、药物化学硕士学位授予权,并于2007年招生第一届硕士研究生。2010年获得了药学一级学科硕士学位授予权。目前,药学院在校本科生627人,硕士研究生25人。

药学院拥有完整的人才培养体系。目前设有药学、药物制剂两个四年制本科专业。研究生招生专业涵盖药物化学、药理学、药物制剂、药物分析学、中药学、临床药理学等多个学科。研究生发表科研论文27篇,其中SCI收录15篇。开展了校企、校医联合研究生培养新模式,为河南省研究生教育创新培养基地。

药学院拥有高水平的导师队伍。现有硕士生导师12人。其中有全国优秀教师1人,河南省优秀专家1人,河南省优秀教师1人,河南省文明教师2人,校级教学名师4人。国家自然科学基金获得者5人,河南省杰出青年基金获得者1人。

篇3:点击高考化学平衡图象题

例1 ( 2009年安徽理综高考题) 汽车尾气净化中的一个反应如下:, ΔH = - 373. 4k J, 在恒容的密闭容器中, 反应达平衡后, 改变某一条件, 图1正确的是 ( )

答案: ( C)

解析: 根据ΔH = - 373. 4 k J可知该反应的正反应为放热反应, 温度升高, 平衡向逆反应方向移动, K值减小, CO的转化率降低, 故 ( A) 、 ( B) 两项均错; K值只与温度有关, 与反应物的物质的量无关, 故 ( C) 项正确; ( D) 项, 增加N2的物质的量, 平衡左移, 则NO转化率降低, 所以 ( D) 项错.

例2 ( 2010年高考天津卷) 如图2, 各表述与示意图一致的是 ()

( A) 图21表示25℃时, 用0. 1 mol·L- 1盐酸滴定20 m L0. 1 mol·L- 1Na OH溶液, 溶液的p H随加入酸体积的变化

( B) 图22中曲线表示反应ΔH < 0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

( C) 图23表示10 m L 0. 01 mol·L- 1KMn O4酸性溶液与过量的0. 1 mol·L- 1H2C2O4溶液混合时, n ( Mn2 +) 随时间的变化

( D) 图24中a、b曲线分别表示反应CH2= CH2 ( g) +H2 ( g) →CH3CH3 ( g) ; ΔH < 0使用和未使用催化剂时, 反应过程中的能量变化

答案: ( B)

解析: 酸碱中和在接近终点时, p H会发生突变, 曲线的斜率会很大, 故 ( A) 错; 正逆反应的平衡常数互为倒数关系, 故 ( B) 正确; 反应是放热反应, 且反应生成的Mn2 +对该反应有催化作用, 故反应速率越来越快, ( C) 错; 反应是放热反应, 但图象描述是吸热反应, 故 ( D) 错.

例3 ( 2011年重庆高考) 一定条件下, 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图3的是 ( )

答案: ( A)

解析: 图3 ( 1) 是温度与时间的图象, 在拐点之前可以判断斜率较大的T2对应的反应速率快, 因此温度较高, 即T2> T1, 拐点之后, T2温度下达到平衡时, 水蒸气的含量较少, 因此确定升高温度, 平衡逆向移动, 即此反应正向为放热反应, 排除 ( B) 、 ( C) . 图3 ( 2) 为压强与时间的图象, 拐点前可判断p1> p2, 拐点后可判断增大压强平衡正向移动, 确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和, 排除 ( D) .

例4 ( 2009年广东) 取五等份NO2, 分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中, 发生反应: 2NO2 ( g) N2O4 ( g) , ΔH< 0反应相同时间后, 分别测定体系中NO2的百分量 ( NO2% ) , 并作出其随反应温度 ( T) 变化的关系图. 图4中, 可能与实验结果相符的是 ( )

答案: ( B) ( D)

解析: 在恒容状态下, 在五个相同的容器中同时通入等量的NO2, 反应相同时间. 那么则有两种可能, 一是已达到平衡状态, 二是还没有达到平衡状态, 仍然在向正反应移动. 若5个容器在反应相同时间下, 均已达到平衡, 因为该反应是放热反应, 温度越高, 平衡向逆反应方向移动, NO2的百分含量随温度升高而升高, 所以 ( B) 正确. 若5个容器中有未达到平衡状态的, 那么温度越高, 反应速率越大, 会出现温度高的NO2转化得快, 导致NO2的百分含量少的情况, 在 ( D) 图中转折点为平衡状态, 转折点左则为未平衡状态, 右则为平衡状态, ( D) 正确.

例5 ( 2013年海南高考) 反应A ( g) B ( g) + C ( g) 在容积为1. 0L的密闭容器中进行, A的初始浓度为0. 050mol / L. 温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图5所示. 回答下列问题:

( 1) 上述反应 的温度T1________T2, 平衡常数K ( T1) ________K ( T2) . ( 填“大于”、“小于”或“等于”)

( 2) 若温度T2时, 5 min后反应达到平衡, A的转化率为70% , 则:

1平衡时体系总的物质的量为________ .

2反应的平衡常数K = ________.

3反应在0 ~ 5 min区间的平 均反应速 率v ( A ) =________.

答案: ( 1) 小于 ( 2) 10. 085 mol 20. 082 mol/小于L30. 007 mol / ( L·min)

解析: ( 1) 图中显示, T2时达到平衡所用时间少, 速率大所以温度高; 而温度越高c ( A) 越小, 可判断反应为吸热反应, 升温K将增大. ( 2) 平衡问题的常规计算, 略.

例6 ( 2012年新课标高考) 光气 ( COCl2) 在塑料、制革、制药等工业中有许多用途, 工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成. COCl2的分解反应为COCl2 ( g) = Cl2 ( g) + CO ( g) ΔH = + 108 k J·mol- 1. 反应体系平衡后, 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图7所示 ( 第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出) :

( 1) 计算反应在第8 min时的平衡常数K =________.

( 2) 比较第2 min反应温度T ( 2) 与第8 min反应温度T ( 8) 的高低: T ( 2) ________T ( 8) ( 填“<”、“> ”或“= ”) .

( 3) 若12 min时反应与温度T ( 8) 下重新达到平衡, 则此时c ( COCl2) = ________mol·L- 1.

( 4) 比较产物CO在2 ~ 3 min、5 ~ 6 min和12 ~ 13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v ( 2 - 3) 、v ( 5 - 6) 、v ( 12 13) 表示]的大小.

( 5) 比较反应物COCl2在5 ~ 6 min和15 ~ 16 min时平均反应速率的大小: v ( 5 ~ 6) ________v ( 15 ~ 16) ( 填“ <”、“ > ”或“= ”) , 原因是________

篇4:点击化学简介

一、 化学与“天宫一号”

例1 (2012年?烟台中考)2011年11月3日凌晨,我国载人航天器“天宫一号”与“神州八号”飞船对接成功,使中华民族建立空间站的梦想迈出了坚实的一步.

(1) 发射“天宫一号”和“神州八号”的“长征二号”运载火箭,使用的燃料是液态偏二甲肼(化学式CHN),同时用液态四氧化二氮为氧化剂,两者混合后点燃便会剧烈燃烧,除了产生二氧化碳和水外,还产生一种空气中含量最多的气体.该反应的化学方程式为:     . 通过此反应谈谈你对燃烧的概念有什么新的认识?     .

(2) “天宫一号”资源舱舱段使用了铝—锂合金代替传统材料,不但使舱段减重10%,而且增加了舱段的强度.这种性能上的改变是由于合金内部的     发生了改变.铝制品在空气中具有很好的抗腐蚀性能,这是因为     .

(3) “神八”此次太空之行还进行了多项试验.

① “神八”返回后,科学家打开返回舱中的试验箱,看到装在毛细管中的鸡蛋清溶菌酶(一种蛋白质)在太空中低温下形成了“钻石”状的结晶体.鸡蛋清溶菌酶的溶解度受温度变化影响不大.它在太空中的结晶方式是     ;鸡蛋清溶菌酶可以用氯化钠溶液溶解,但不能用硫酸铜溶液溶解,原因是     .

② 如果在失重状态下的太空空间站中进行以下实验,其中最难完成的是     .

A. 闻酒杯中酒的气味

B. 将牛奶加入水中混合

C. 将食盐溶于水

D. 用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙.

解析  (1) 液态偏二甲肼和液态四氧化二氮混合后点燃便会剧烈燃烧,产生二氧化碳、水和空气中含量最多的气体—氮气,则该反应的化学方程式为:CHN+2NO  3N+2CO+4HO;通过此化学反应原理可以看出物质的燃烧不一定有氧气参加。

(2) “天宫一号”资源舱舱段使用了铝—锂合金材料,合金比单一金属更具有优良的性能,这种性能上的改变是由于合金内部的结构发生了改变。铝的化学性质比较活泼,容易与空气中的氧气发生反应,在表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铝继续与氧气反应,所以铝制品在空气中具有很好的抗腐蚀性能。

(3)① 鸡蛋清溶菌酶在太空中低温下形成了“钻石”状的结晶体,因此,鸡蛋清溶菌酶在太空中的结晶方式是降温结晶;硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质发生变性,所以鸡蛋清溶菌酶可以用氯化钠溶液溶解,而不能用硫酸铜溶液溶解。② 物质在失重状态下不能自由落下,所以在太空空间站中不能完成过滤实验操作。

答案:(1) CHN+2NO  3N+2CO+4HO;?摇燃烧不一定有氧气参加;

(2) 结构;?摇 铝易于氧气反应,在表面形成一层致密的氧化膜;

(3) ① 降温结晶;硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质变性;② D.

点拨:解答本题的关键要掌握化学方程式的书写以及蛋白质的化学性质,并依据题干信息结合所学知识对问题进行分析,只有这样才能对问题做出正确的判断.

二、 化学与空气污染

例2 (2012年?烟台中考)2012年2月29日,我国发布新修订的《环境空气质量标准》,新标准增加了PM2.5检测指标.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,主要来自化石燃料的燃烧和扬尘,对人体健康和空气质量的影响很大.

(1) 计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外,还包括    ?摇(填序号):

① CO ② CO ③ SO ④ NO

(2) 以下不属于化石燃料的是    (填序号):

① 天然气 ② 石油 ③ 酒精 ④ 煤

(3) 我市从4月1号起所有机动车都要进行尾气检测,其中包括PM2.5的检测.汽油燃烧产生的颗粒物主要是   ,这是汽油   燃烧产生的.

(4) 下列关于PM2.5的说法错误的是   ?摇(填序号).

① 燃放烟花爆竹会产生PM2.5; ②PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一;③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多;④PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性.

(5) 除了对汽车尾气的检测,还有哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用,请举两例:?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 .

解析 (1) 造成空气污染的主要原因是工厂废气的任意排放,大量燃烧化石燃料,汽车尾气的排放,空气中的污染物包括:有害气体和可吸入颗粒物,计入空气污染指数项目的有害气体是一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫。

(2) 三大化石燃料是煤、石油、天然气,所以酒精不属于化石燃料。

(3) 汽油主要含有C、H两种元素,含C物质不完全燃烧会产生大量的黑烟,其主要成分是碳;

(4) PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,所以燃放烟花爆竹会产生PM2.5;PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,所以比分子大得多;PM2.5专用口罩使用了活性炭,活性炭疏松多孔能把颗粒物吸附在表面,所以是利用了活性炭的吸附性;

(5) 对PM2.5的治理措施主要是减少颗粒物释放,具体方法为:减少使用化石燃料;提倡使用水能、太阳能、地热能、风能、氢能等新能源;积极植树造林,防治扬尘污染;不要露天焚烧秸秆等。

答案:(1) ①③④ (2) ③ (3) 碳 不完全?摇(4) ③

点拨 本题容易出错的地方是不知道PM2.5是什么意思,要熟记PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物.

三、 化学与“毒胶囊”

例3 (2012?泰安中考)2012年4月15日,央视《每周质量报告》报道:一些企业用皮革废料熬制工业明胶,在加工过程中添加重铬酸钾,在加热条件下重铬酸钾分解,反应的化学方程式为:4KCrO   4KCrO+2X+3O↑,工业明胶制造药用胶囊,导致胶囊重金属铬超标.铬是一种重金属元素,能对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤.在通常情况下,铬单质是银白色有金属光泽的固体,有较高的熔点,是最硬的金属;在加热时,能与浓硫酸反应生成硫酸铬(其中铬元素化合价为+3价),同时还生成一种大气污染物和一种常见的液体.

回答下列问题:

(1) KCrO中铬元素的化合价是     ;KCrO分解生成X的化学式为     ;

(2) 归纳铬单质的物理性质?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ?摇;

(3) 铬单质与浓硫酸反应的化学方程式为

?摇        ?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇;

(4) 食品安全事件不断被报道,如:三聚氰胺、染色馒头等,在广大消费者中造成较大影响.面对事件要科学分析,正确判断.你认为下列认识缺乏科学性的是    (填字母序号).

A. 使用了化学添加剂的食品对人体都有危害

B. 三聚氰胺、苏丹红、甲醛都是化工产品,食品安全事件都是化学惹得祸

C. 物质对人体的影响与摄入量有关,量变才能引起质变

D. 要合理膳食,使人体中各种常量、微量元素保持收支平衡

解析 (1) 根据化学式求元素化合价的原则:化合物中各元素的化合价的代数和等于零。设铬元素化合价为x,则:(+1)×2+x×1+(-2)×4=0,解得x=+6;根据质量守恒定律可知,反应物中含8个K原子、8个Cr原子、28个O原子,生成物含8个K原子、4个Cr原子、22个O原子,因此生成物2个x中应含有4个Cr原子、6个O原子,则1个x中含有2个Cr原子、3个O原子,所以x的化学式为CrO.

(2) 物理性质是不需要通过化学变化表现出来的性质,包括颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、导电性、导热性等,所以银白色、(下转第53页)

(上接第46页)

金属光泽、固体、熔点较高,硬度最大属于物理性质;

(3) 根据题意知:铬单质与浓硫酸反应生成硫酸铬、一种常见的液体是HO和一种大气污染物,由反应前后元素种类不变可推知是SO气体,所以化学方程式为2Cr+6HSO(浓)  Cr(SO)+3SO↑+6HO;

(4) 使用化学添加剂的食品并非都对人体产生危害,如加铁酱油、加碘食盐等是对人体有利的;食品安全事件虽与化学科学有关,但不能片面看待这一问题,只要人们正确地使用化学制品就能有效防止危害的发生.

答案:(1) +6;CrO;(2) 银白色有金属光泽的固体,熔点较高,金属中硬度最大;(3) 2Cr+6HSO(浓)  Cr(SO)+3SO↑+6HO;(4) AB.

篇5:点击化学简介

本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术,具备材料化学相关的基本知识和基本技能,能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料化学高级专门人才。

主要课程:有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、材料化学、材料物理等。

篇6:化学科技协会简介

乐山师范学院化学科技协会是直属团委由社团联合会分管的学生组织,它成立于2008年5月,是一个崭新的、充满生机的有组织有纪律的挂靠于化学与生命科学学院的一个新兴社团。协会以“增强同学们对化学学科及科研知识的了解,通过组织一些社团活动增强会员对化学学科及科研的喜爱”为宗旨。

科技协会是在化生学院专业老师的指导下,由学生组织成立的直属社团联合会的组织,通过开展一系列与科研、化学相关的知识竞赛、讲座和活动,如化学知识竞赛、讲座和活动、一帮一中学化学竞赛辅导、专题知识讲座、科研成果展览等活动使更多的同学能更深入的了解化学,了解科研。

为了达到了解兴新的化学科技,提高同学们对化学的兴趣,本协会充分利用化生学院的资源,结合化学专业理论知识,为同学们演示并解释各种神奇的化学实验。通过幻灯片为同学们展示当今由化学引领的先进科技发展。

篇7:化学学习方法简介

化学,是一门起点高、文理兼备的学科。在我们的生活中常有许多奇妙的现象,在化学这门科目的学习中,我们便能逐渐的寻找到这些现象背后的原理。对于学好这门探究性、思维逻辑性很强的学科,在这里将与大家分享我个人的化学学习方法。首先,我们来谈谈化学的基本功。

在化学学习之前,老师们会要求我们背、默写元素符号、化合价、化学式。这些是化学学习的基础,就如同我们的语言一样重要。所以,在刚刚开始的这段时间里,努力记背,赢在起跑线上吧!

接下来,我们来谈谈课堂上的学习。

课堂上要认真听讲这一类的要求相信每个人都懂,那么这里就不多说了。主要说说我认为许多同学课堂上忽略的。

第一,大家通常都认为老师要求记的笔记是最重要的。的确,老师们已把这两本化学

书早早的吃透了,但大家却忽略了老师在上课时所讲的话,许多话都是老师随口而出的,但这之中一定有最近老师所见的关于这部分知识的例子,也可能是老师自己找到的关于这方面的题,而且还是记忆犹新的题,试想一下,让老师都记忆犹新的题还会不经典吗?这比自己在万千题海中求索更快捷吧!所以,多多注意老师上课说的,那根本不是废话!

第二,不要放过课堂上自己的丝毫疑问。因为它可能就是重要的考点而老师也没注意的地方。虽然只做了不到一年的化学题,但还是能肯定许多的考题都来源于我们自己的问题,许多的题目都是这样,千变万化,连老师都没法预测,但你可以。老师讲到某处,如果自己突然有了关于刚听到知识点的疑问,而且并非没有听懂。例如刚刚讲的PH试纸,当老师讲到PH试纸可以测出酸碱度而石蕊和酚酞不行时,我的问题来了:“PH试纸是否是指示剂的改良呢?还可以更精确,又是怎么办到的?还有除PH试纸以外的方法测酸碱度吗?”课后便立刻冲上讲台。看似这些问题没什么用处,但若每一个疑问都不放过,你对知识点的掌握将比其他人多很多。所以,抱着疑问的态度去思考,同时你还会发现许多时候你的问题刚刚出现,下一秒老师就帮你解答了。

然后是课后的复习。

化学的复习其实是不必花太多时间的,只需要每天回家后,翻开书、笔记本、教辅资料来翻看一下,当然是在你上课的两点做到了的情况下。若当天的内容简单,也要看一遍并且要仔细,别不耐烦,认真回顾上课的内容。若当天的内容较难,一定要仔细的梳理、对比、努力记背。力求当天的事情当天完成。

最后是作业和考试。

作业之前下复习当天的知识。考试其实只考察三点:

1、基础

2、仔细

3、综合运用

篇8:点击化学简介

1 线性高分子和凝胶中的点击反应

由于许多大分子化学聚合反应需要特殊官能团的存在, 因此, 成功引导了聚合反应后对聚合物和凝胶配体的固定有相当大的兴趣。当使用活性聚合机理时, 这是最重要的, 因为特别是高度精确的化学机理和活性聚合反应的平衡往往具有高度的底物特异性, 因此, 即使是少量的官能团或固定所需要的偶联剂都会对它产生强烈的影响。另一个问题涉及到大量的聚合物配体 (即侧链改性聚合物) 或树枝状物的结合, 为达到这一目的, 需要高效率的耦合反应。进一步的兴趣是直接针对混合溶剂中聚合物的多样化的功能化。由于许多聚合物有限的溶解度, 后功能化反应的反应物不能总是应用于衍生聚合物的均相溶液中。在这种情况下, 就需要在非均相反应介质中的高效反应。因此, Sharpless点击反应成为公众关注的中心也就不足为奇了, 最近因为它的高效率, 即使在非均匀反应体系中, 不考虑配体的结构, 产率也经常>99%。

2 活性自由基聚合 (ATRP, NMP和RAFT)

ATRP已广泛使用在联同叠氮/炔的点击反应, 也代表了第一次强烈地利用 (准) 活性聚合反应和叠氮/炔的点击化学之间的结合的例子。结合这两个反应的三种不同的策略已被描述:a) 利用叠氮遥爪大分子单体, b) 通过烷基-遥爪大分子, c) 在侧链内使用叠氮或乙炔基团。

3 生物分子, 细胞和病毒中的点击反应

当然, 点击反应特别适用于生物分子人工配体的结扎, 因为这种反应尤其是在保存肽, 蛋白质, 碳水化合物的结构完整性的条件下是极其有益的。因此, 除了传统的链接方式 (例如, 二硫键交换, 酰胺链接, 还原胺化, Staudinger型结扎) , 这种方法当然对生物标记有着重要贡献。最近的评论处理了这个主题, 因此, 这里的重点是新实验。其中一个证实了叠氮/炔点击反应的实用性的例子是由Melda和同事们提供的, 他们在固相合成的过程中对肽使用了点击反应。基于这一认识, Ghadiri和同他的事使用点击反应生成了环状肽。

Ju和同事们用纯的热2, 3-Huisgen热反应将罗丹明染料链接到寡核苷酸末端。起始的寡核苷酸展示了一个终端氨基, 在80℃, 乙炔改性的罗丹明染料存在的条件下, 这反过来有可能会受到热偶极环加成过程。Finn和同事们提交了一个令人印象深刻的例子, 叠氮/炔的点击反应的完整性和多功能性, 关于改善所有60位烟草花叶病毒的要求。病毒衍生物的产生显示了60叠氮, 或炔键, 带有罗丹明B染料的最终耦合使标记病毒的表面产生了60种基团的附着物。使用的催化剂用系统是以CuIISO4/三 (羧乙基) 膦 (TCEP) /催化剂/Cu0为基础的。在p H值为8.0的磷酸盐缓冲溶剂体系中 (加5%的叔丁基醇) , 这两种系统产生了100%的附着效率。

Tirell和工作人员通过将非天然的氨基酸叠氮-丙氨酸, azidohomoalanine, azidonor valine, 和azidonorleucine纳入到活细胞中证实了活性系统中的生物标记。随后, 纳入的报告和量化通过“点击”一个乙炔改性的生物素配体到大肠杆菌的细菌表面, 这显示出了叠氮基团。人们发现超纯的溴化亚铜 (纯度99.999%) 在催化点击反应上更为优越。Cravatt和工作人员已报告了一个使用活性基础蛋白质谱 (ABPP) 的相关方法, 它依赖于ABPP作为化学蛋白质组学方法, 它采用积极定点探针, 同时可视细胞环境中的蛋白质活性变化。总之, 叠氮/炔点击化学的结合证明了酶活性中心的貌相以及寻找活性蛋白中心新的结合结构的一个新的方法。显然, 对屏动态组合库, 完全随机的方法 (没有这种酶的活性部位的认识) 以及至少部分指导的方法是可行的。因此, 这种方法指出了未来关联现象的研究, 也可能用于超分子化学和材料科学中。

4 结论与展望

在过去的几年中, 点击反应已经证明了它的效率以及在材料化学与科学领域的使用, 特别是在聚合物科学领域的应用。太多的化学家, 厌倦了广泛使用保护组策略和反应不足的进展, 几十年一直在寻找点击式反应。现在, 随着到来的叠氮化物/炔烃-1, 3-偶极环加成点击反应, 至少在这个方向已经实现了可见的步骤, 这解释了这个反应在其初期时的巨大影响。关于聚合物基板方面, 反应明确地加速了带有功能性配体的聚合物的使用, 定位在主链或各自的侧链位置。最重要的是, 在聚合物和表面配体密度的控制是一个简单方便的方法, 使分子识别的研究更详细。当然, 将来会出现新的其它点击式反应, 材料科学家手中的强劲的化学工具, 通过简单的化学反应制备与建设前景问题相符合的砖型时代。

参考文献

篇9:表面化学简介

2007年10月10日,瑞典皇家科学院诺贝尔奖评委会宣布,德国马普弗利兹-哈伯研究所科学家格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)(图1)获得2007年诺贝尔化学奖。

格哈德·埃特尔,1936年10月10日生于德国斯图加特,1965年在慕尼黑技术大学获博士学位,现为德国马普学会弗里茨-哈伯研究所(Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft Berlin,Germany)名誉教授。

颁奖文告指出,将诺贝尔化学奖授予格哈德·埃特尔是因为他在固体表面化学所作的开创性研究。表面化学对于化学工业很重要,它可以帮助我们了解不同的过程,例如铁为什么生锈、燃料电池如何工作、汽车内催化剂如何起作用等;此外,表面化学反应对于许多工业生产起着重要作用,如人工肥料的生产;表面化学甚至能解释臭氧层破坏;半导体工业也是与表面化学相关联的领域。格哈德·埃特尔的观察为现代表面化学提供了科学基础,他的方法不仅被用于学术研究而且被用于化学工业研发。埃特尔将LEED(Low Energy Electron Diffraction,低能电子衍射)实验和模拟相结合,定量地对氢在金属如钯、铂或镍表面的吸附行为进行描述。此项工作对目前的催化机理研究具有指导作用。在对氢的吸附研究中,埃特尔不但解决了多年来未解决的问题,即氢如何在金属表面附着(图2),而且还提出如何将LEED技术与其它实验方法相结合进行科学研究。埃特尔的另一课题是基于哈伯-博施法(Haber-Bosch process,用氢和从空气中提取的氮来直接合成人造肥料中包含的氨)的分子催化机理的研究。他利用光电子能谱证实在干净的铁表面存在氮原子,并构建了在铁催化剂表面铁-氮结构的详细结构模型(图3)。这一成果带来了难以估量的经济效益。另外,在研究一氧化碳氧化过程中,埃特尔首次在表面反应中观察到反应速率的振荡,也就是在铂表面发生的一氧化碳氧化过程中,反应速率并不恒定,它随时间而上下振荡(图4)。他和他的同事们认为铂表面的部分区域会主要被一氧化碳覆盖,而其他的一些区域则主要被氧气分子覆盖。因此,他们设计了光子发射电子显微镜(PEEM: Photon-Emission Electron Microscope)以观测铂金表面的亚微米(Sub-Micron)结构,并发现了具有非线性系统特征的有明暗区域形成行波(Standling Wave)、靶图案(Target Pattern)、螺旋花纹(Spiral Pattern)甚至是混沌图案(Chaotic Pattern)(图5)。同时,他还建立了表面非线性反应动力学理论。将铂催化剂上一氧化碳的氧化反应用于汽车尾气处理,使得汽车一氧化碳的排放量逐年减少(图6)。

埃特尔为整个表面化学学科确立了一套试验思想,开创了一种全新的实验学派,他的研究结果无论在深度还是广度上都极大地加深了我们对表面化学的理解。诺奖文告也说明了:表面化学在现代科学发展中起着重要的作用。

表面化学是物理化学的一个分支,是在胶体化学基础上发展起来的一门古老而又年轻的学科。它主要研究在物质两相之间的界面上发生的物理化学过程。通常将气-固、气-液界面上发生的物理化学过程称为表面化学,而在固-液、液-液界面上发生的物理化学过程称为界面化学。但也有些学者将所有的界面过程化学问题都称作表面化学或界面化学,并不是分得很严格。可以说在自然界和工农业生产及日常生活中,到处都存在着在与表面化学有关的问题,如:水珠滴在干净的玻璃板上,就会自动铺展;但如果水珠滴在荷叶上,情况则完全相反,此种现象都与表面化性质有关。

表面化学与许多学科,如:电器及通讯器材学科、材料科学、医学、生物及分子生物学、土壤学、地质学、环境科学等都有密切联系。它在工农业生产与人们日常生活中都有广泛应用。如石油的开采、油漆涂料的生产、各种轻化工、日用化学品的制造、信息材料的制造、采矿中的浮选、环境污染的处理与防治。同时,食品、纺织、军工、体育用品、农药、建材等众多领域都与胶体和表面化学有关。因此,可以夸张地说,表面化学已经渗透到国民经济及人民生活的各个方面。

由于表面化学有着广泛应用的前景,国外对表面化学的研究与人材培养十分重视,对表面化学十分关注。早在上世纪50-60年,许多发达国家的大学及集团公司内就成立了表面化学研究机构。如美国的Clarkson大学的胶体和表面化学研究所集中了几个系科的教授、学者、数十位研究生及大批的国内外访问学者从事表面化学的研发工作,是世界著名的表面化学研究中心,特别是在纳米科学与均分散体系等方面有着突出的贡献。英国Bristol大学的胶体和表面化学研究中心实力雄厚、设备先进,拥有多名世界著名教授,培养了大量研究生。德国马普弗利兹-哈伯研究所(Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft),就是此次获得诺贝尔化学奖的格哈德·埃特尔教授所在单位,在胶体和表面化学研究方面也获得了显著的成绩,尤其是近年来在纳米材料方面有很好的成就。俄国对胶体和表面化学研究的研发也非常重视,有多个国家实验室及大学参与这方面的研究和人才培养。在胶体和表面化学学科发展过程中,著名的具有里程碑意义的稳定性理论(D.L.V.O.理论)中就有俄国科学家的贡献。国外的许多大公司如:石油公司、日用化妆品公司、油漆涂料等公司都设有专门的胶体和表面化学方面的研究机构。在表面化学学科中著名的B.E.T.公式就是出自公司中从事表面化学工作的人员之手。正如诺贝尔化学奖的文告中指出的,表面化学不仅被用于学术研究而且被用于化学工业研发。国外的表面化学研究中很重要的特点是大学、研究所、公司企业的生产部门之间的合作密切,理论研究与应用技术结合得比较好,同时许多公司企业愿意在表面化学方面投入研发经费。因而自60年代以来,国外表面化学的研发成果也较快地促进了经济的发展。我国在80年代前从事胶体和表面化学研究和教学工作的很少,能培养表面化学人才的仅两所大学,也极少有企业参与并支持表面化学的研究,与国外比较是相对落后的。从80年代开始,国内发生了很大变化,从事胶体和表面化学研究的队伍不断壮大,有多所大学在培养胶体和表面化学的研究生。在80年代,原石油部率先与中科院合作成立联合实验室进行胶体和表面化学的研究。现在一些企业也开始组建研发机构,目前我国的胶体和表面化学的研究已广泛展开,并在多个学科中取得良好的成绩,如:分子有序组合、分子自组装、纳米材料、表面活性剂、半导体表面化学、基因芯片、复合材料等。目前也已将胶体和表面化学应用到生命科学、环境治理、石油开采、日化用品等领域。2006年10月,第12届国际胶体和表面化学在北京召开,就可说明我国在这方面也取得了较好的成绩。但与国外相比,我国的表面化学应用与研究的力量还比较薄弱, 自主创新的领域还不多,与产业部门的要求及实际需要相比差距较大。此外,还应充分认识到这一学科对相关学科的推动和促进作用以及在经济发展中存在的巨大潜能。因此,我们要加强产学研之间的相互协作,进行一些开创性的研发工作,以提高胶体和表面化学在理论探索和经济发展中的贡献率。

现代测试技术的发展以及超高真空设备的不断完善,有力地促进了表面化学自身的发展。从国内外刊物的报导及发展趋势看,目前表面化学研发的内容主要有以下几个方面。

1. 表面活性剂的物理化学研究

表面活性剂是一种具有两亲分子结构特征(亲水性、亲油性),易富集于界面,可改变界面性质,对界面的物理化学过程产生影响,能引起表面张力变化的精细化合物。表面活性剂在一定浓度下可以形成胶束,在给定条件下可具有各种特定的性能如:分散或絮聚、乳化或破乳、起泡或消泡、润湿或抗粘、增稠或增溶、抗静电以及防腐等一系列物化作用。国际上已有万余种表面活性剂,2005年全世界的消费量高达1250万吨,其中用于家用洗涤剂约640万吨,制造个人护理100万吨,工业应用约510万吨。从这些数据可看出表面活性剂对人民生活和工业生产的重要性。我国在2006年表面活性剂的产量约150万吨,品种约有2500个。其中民用占有55%,工业用占45%,由此可见我国在品种和产量上还远远不够满足需要。表面活性剂的实际应用非常广泛,几乎涉及到工农业生产和日常生活的各个领域。如:能源、化妆品、纺织、医药卫生、食品工业、矿产等。在能源中应用的有:利用表面活性剂的超低表面张力性能用作油藏的三次采油、节约用油以煤代油中的煤水浆、煤油浆以及煤-油-水三维新型新燃料,可以做到不降低热值却能节约用油40%以上。此外表面活性剂在制革、洗涤剂、造纸等行业中更是不可缺少的重要原材料之一。在所有应用的领域,都需对表面活性剂进行物理化学性能的测定和机理研究,这样才能提高表面活性剂的利用效率。迄今为止,对表面活性剂的理论研究已有很大的进展:如采用中子散射、红外反射光谱、磁共振等到先进仪器设备来研究表面活性剂在水溶液中的溶存状态、胶团的形成机理、微乳的形成及其特性、表面活性剂的结构与性能关系等。近年来在表面活性剂的基础理论研究中出现多项较新的研究动向都是比较新颖的。如:分子有序组合、分子自组装以及表面活性剂分子在表面上的粘弹性测定,其中弹性模量参数可以预测表面活性剂的多项性能如起泡的稳定性等。另外还出现了对表面活性剂具有依赖性的分离技术,即利用表面活性剂的吸附、起泡、乳化等性能用于生物制品的分离提纯及污染的防治等。所以表面活性剂是表面化学的重要研究方向和内容。

2固体表面化学的研究

2007年的诺贝尔化学奖,就是表彰格哈德·埃特尔教授在固体表面化学所作的开创性研究。固体表面化学也是近年来国内外大力开展的研究内容。这一领域的发展与高纯材料和半导体元件的制备、吸附、催化等一系列电子通讯工业及化学化工、新材料工业的兴起有关。这方面的研究难度较大,需要较先进的仪器设备如光电子能谱仪、低能电子衍射、电子能谱等。目前,我国已有一些单位具备这方面工作条件,可以开展这方面的研究工作。固体表面化学研究内容中另一个重要方面是:气-固、气-液之间的吸附、催化等性能的研究。因为这些研究内容是许多重要工业应用的基础数据,也是目前环境治理中需要的数据资料,为催化、污染防治、染织、选矿、从海水中提取镁及放射性元素铀等领域提供理论指导。近年来对TiO2纳米材料表面改性以提高光催化效率的工作取得了很大的进展,已在净化空气及环境治理中发挥了有益作用。此外,固体表面化学的光催化性能还用于新型光电材料的探索、环境治理中固化NOX、分解有机物、还原CO2等研究工作。

3 膜科学研究

膜科学研究是近几十年来发展比较快的表面化学研究内容,已成为现今化学工业中不可缺少的实用工艺。在膜材料方面现已发展了许多有实用价值的膜。如无机陶瓷膜、玻璃态膜、高分子膜及液膜等,它们在分离提取工艺方面有其特有的应用价值。现已研究出反渗透膜(RO)、微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、电渗析膜(ED)、气体分离膜(GS)等。而近年来发展起来的催化功能膜,如可用于组成燃料电池的质子交换膜就是很有理论意义和实用价值的新材料。LB膜是用拉升的技术将水表面上的有机物质转移到固体表面,可用于半导体技术、非线性光学、组装分子器件、模拟生物膜等领域,也是现今研究凝聚态物理的一项新技术。另外,我国在模拟细胞膜方面也已做过很多研究,并研制成一些有效的抗癌药物。

4分散体系表面化学研究

纳米颗粒的制备过程及性能研究就是分散体系中表面化学研究的一个实例,这关系到纳米颗粒在水体中的分散、聚集、稳定及表面改性等工艺过程。同样这些技术也可用于食品、化妆品、涂料油漆等行业。分散体系表面化学研究有着理论与实际开拓的广泛应用前景,如磁流液、电流变液的研究极具实用价值。它是一种具有对磁、电敏感的分散体系,加上电场或磁场就能使这种分散体系(能流动性的液体)立即转变成固体,去掉电场或磁场就能使这种分散体系立即重新转变成液体,有着良好的可逆性。磁流液、电流变液的性能提高后,一旦成功将会使机器人的传动更简化、汽车等传动的结构更简单,将引起机械制造工业的革命性变化,国外有专家估计:电流变液技术如能达到应用要求,业内年产值可达数十亿美元。这对表面化学来说是一个机遇也是一项挑战。

表面化学研究的领域还很多,限于篇幅本文不再一一叙述。此次格哈德·埃特尔教授因在固体表面化学领域所作的开创性研究而获得2007年诺贝尔化学奖,就说明表面化学这一学科的重要性。我们相信,随着科学的进步,表面化学将具有更广阔的发展前景,同时也会在更多领域为人类的进步作贡献。

参考文献:

[1]姜兆华等. 应用表面化学与技术[M]. 哈尔滨工业大学出版社,2000.

[2]http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/

[3]王相田,胡黎明,胡英.胶体科学的现状及发展[J].自然杂志,1997年19(4),227-230.

篇10:化学学习方法简介

平时一些学生问:“学好化学有没有绝招?”

俗话说:“学无定法,却也不可无法。”学好化学还是有绝招的。只要“差生”愿意学好,按照一定的方法进行训练,是完全可以在短期内转化的。

1、你必须把课本上的知识背下来。化学是文科性质非常浓的理科。记忆力在化学上的作用最明显。不去记,注定考试不及格!因为化学与英语类似,有的甚至没法去问为什么。有不少知识能知其然,无法探究其所以然,只能记住。甚至不少老师都赞同化学与英语的相似性。说“化学就是第二门外语”,化学的分子式相当于英语单词,化学方程式就是英语句子,而每一道化学计算题,就是英语的一道阅读理解。事实确实是这样,化学成绩优秀者,必定是准确记住了学过的每一种物质的典型的物理、化学性质并能顺利写出相应的化学方程式,理解并记住了常用的解题方法和基本的实验操作。而成绩一直徘徊在六七十分,甚至为及格而发愁的“差生”,则肯定在记的方面出了问题。但是,只靠记,也是难以及格!因为化学毕竟是理科,有些知识如果理解了,是没有必要刻意地死记硬背的。有些知识如果不理解,简直没法记住。就算你记下来了,稍微给你变一变,换换数据,你还是不会。

2、找一个本子,专门记录自己不会的,以备平时重点复习和考试前强化记忆。只用问你一个问题:明天就要考化学了,今天你还想再复习一下化学,你复习什么?对了,只用看一下你的本本即可。正所谓:“考场一分钟,平时十年功!”“处处留心皆学问。”“好记性不如烂笔头。”考前复习,当然是要复习近平时自己易错的知识点和没有弄清楚的地方,而这些都应当在你的小本本才是!

3、把平时做过的题,分类做记号。以备考试前选择地再看一眼要重视前车之鉴,防止“一错再错”,与“小本本”的作用相同。只是不用再抄写一遍,节约时间,多做一些其它的题。

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