分子轨道理论的奠基人--弗里德里希?洪特

量子化学目前已发展成为一门成熟的学科。德国理论物理学家弗里德里希·洪特(1896—1997)对原子和分子电子结构的研究为量子化学的建立和发展奠定了基础,被称为分子轨道理论的奠基人之一。洪特因发现洪特规则和建立分子轨道理论被化学界熟知,本文介绍了弗里德里希·洪特的生平,并对洪特发现洪特规则和建立分子轨道理论的过程进行了详细论述。     

量子化学的先驱——埃里希.休克尔

埃里希·休克尔(1896—1980),20世纪德国物理化学家,量子化学的先驱。休克尔因两个主要的科学贡献而为众所周知:一是电解质溶液的德拜-休克尔理论,另一是π电子体系分子轨道近似计算的休克尔方法(休克尔分子轨道法)。本文主要介绍了埃里希·休克尔的生平及其对物理化学的贡献。     

刚性4-取代双三唑配体构筑的三个锌配合物的合成和荧光

在室温下合成了3个新的配位聚合物{[Zn(4?Nbdc)(btx)]·2H₂O}_n(1·2H₂O)、[Zn(btx)_1.5(1,3?bdac)]n(2)和{[Zn(mbtx)(1,3?bdc)(H₂O)₂]·H₂O}_n(3)(btx=1,4?二(4H?1,2,4?三唑)苯,mbtx=1,3?二(4H?1,2,4?三唑)苯,4?Nbdc=4?硝基邻苯二甲酸根,1,3?bdac=间苯二乙酸根,1,3?bdc=间苯二甲酸根),测试了配合物的单晶结构,并从元素分析、红外和粉末衍射等方面进行表征。单晶X射线衍射表明,配合物1是二维(4,4)网格结构,配合物2和3都是一维链状结构。配合物2中的π?π作用将一维链连接成三维网格结构。在配合物3中,分子间氢键将一维链连接成二维网格,2套二维网格在分子间氢键的作用下相互穿插得到2D+2D→2D的网格结构。同时,还研究了3个配位聚合物的荧光和热稳定性。     

Synthesis and Crystal Structure Analysis of 5?-O-Tosyl-2,3?-anhydrothymidine

In this paper, 5?-O-tosyl-2,3?-anhydrothymidine has been synthesized and its crystal structure was analyzed. The crystal belongs to the triclinic system, space group P1, with a = 5.397(2), b = 6.1886(18), c = 3.507(5) ?, α ?= 87.74(2), β ?= 89.84(4), γ ?= 73.79(2)°, C17H18N2O6S, Mr = 378.39, Z = 1, V = 432.8(3) ?3, Dc = 1.452 g/cm3, F(000) = 198 and Flack = -0.11(14). No intermolecular hydrogen bonds exist in the crystal, and the angle between benzene ring and pyrimidine planes is 32.23°.     

金属调控的2，4，6-三(2-吡啶基)-1，3，5-三嗪基配合物的光致变色性能

在溶剂热条件下,将2,4,6?三(2?吡啶基)?1,3,5?三嗪(2?TPT)、2,5?呋喃二羧酸(2,5?H₂FCA)分别与不同类型的金属硝酸盐(Zn、Cd和Mn)进行组装,得到了3个2?TPT基配合物:[Zn(2?TPT)(2,5?FCA)](1)、[Cd(2?TPT)(2,5?FCA)]·1.5H₂O(2)和[Mn(2?TPT)(2,5?FCA)](3)。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、FT?IR、UV?Vis、差热-热重、电子顺磁共振和X射线光电子能谱对1~3的结构和光致变色性能进行了表征,并详细地探究了其光致变色机理。配合物1~3表现出明显差异的光诱导分子间电子转移和光致变色性能,主要体现在光响应速率和颜色对比度2个方面。其中,1的光致变色性能明显优于2,而3不具有光致变色行为。这种明显差异的光致变色行为,主要归因于不同类型的金属及其配位模式的差异所引起的不同晶体堆积模式和电子给体-受体间相对位置关系(界面关系),体现出了金属对于光致变色性能的调控作用。     

性激素研究的开拓者：生物化学家阿道夫.布特南特

“因性激素方面的工作”荣膺1939年诺贝尔化学奖的阿道夫?布特南特是一位杰出的生物化学家。布特南特(团队)不仅率先成功分离(部分界定与合成)了雌酮、雄酮、孕酮、蜕皮酮及蚕蛾性诱醇,而且对二战期间及其前后的德国科学事业有重要推动作用。尽管布特南特早年成名,一生收获了以诺贝尔奖和联邦十字勋章为代表的多项重大荣誉与奖励,但因他在二战期间与纳粹政府的密切关系而备受质疑。考察布特南特的科学生涯能为我们提供一个了解二战期间德国科学(科学家)及其与政治(政府)关系的窗口,也是当代思考科学(科学家)与政治(政府)关系的一个契机。     

中国超分子聚合物的研究与动态

超分子聚合物是高分子科学与超分子科学交叉的研究方向.超分子聚合物的研究在中国引起了学术界的广泛兴趣,中国的学者们对推动此研究领域的发展做出了贡献,并在新的超分子聚合方法、可控超分子聚合以及功能超分子聚合物等方面取得了一系列重要的创新成果.本文总结和评述了中国超分子聚合物的研究与动态,并展望了超分子聚合物化学、超分子聚合物物理、超分子聚合物表征及功能超分子聚合物的未来发展.     

分子内裂分G-四链体脱氧核糖核酸酶用于Hg2+的特异性定量检测

G-四链体DNA酶是由核酸G-四链体与氯化血红素(Hemin)结合后形成的一种具有过氧化物酶活性的人工酶,利用这种DNA酶,可进行多种化学及生物传感器的设计。为提高G-四链体DNA酶类Hg2+传感器的选择性,本研究在传感器的设计过程中引入了分子内裂分G-四链体,即将形成G-四链体的富G序列拆分成两部分,分别放置在Hg2+探测序列的两端。在无Hg2+存在时,部分富G序列被包埋在某一分子内二倍体结构中,无法形成G-四链体。而在Hg2+存在下,Hg2+对T-T碱基错配的稳定能力可以促使Hg2+探测序列形成分子内二倍体结构,并伴随着原有分子间二倍体结构的破坏及分子内裂分G-四链体的生成。利用生成的裂分G-四链体与Hemin作用后检测体系酶活性的提高,实现Hg2+传感器的设计。利用该传感器,可在50～500 nmol/L及2.0～7.5μmol/L两个浓度范围内实现Hg2+的定量检测,检出限为47 nmol/L。由于裂分G-四链体DNA酶的使用强化了传感器对Hg2+的依赖性,极大地提高了设计的Hg2+传感器的选择性。对实际水样的加标回收结果显示,回收率为97.5%～104.5%,证明此传感器可以满足实际水样中痕量Hg2+的分析要求。     

杂环戊二烯作为π-桥调控锌卟啉染料光电性能的理论研究

为了研究杂环戊二烯作为π?桥对锌卟啉染料光电性能的影响,在染料YD2?o?C8的基础上,通过引入含有不同杂原子的杂环戊二烯作为π?桥设计了6种新型锌卟啉染料。采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD?DFT)方法对染料的前线分子轨道、吸收光谱和电子-空穴分离特性进行研究。结果表明,与染料YD2?o?C8相比,杂环戊二烯的引入可以提升卟啉染料的光电性能,且改变杂原子可以调控卟啉染料的光电性能。对杂环戊二烯性质与卟啉染料光电性能的相关性研究发现,杂环戊二烯的最低空轨道能级与卟啉染料光电性能之间具有较好的线性关系。杂环戊二烯的接受电子能力越强,相应卟啉染料的光电性能越好。硅杂环戊二烯由于具有最强的接受电子能力而使相应的卟啉染料具有最宽的光谱吸收范围以及最强的分子内电荷转移能力。     

分子美学引论

化学是分子的科学,化学变化就是分子的转化。分子不仅是科学的产物和科学研究的对象,而且也是艺术品,一种科学的艺术品,是欣赏的对象。我们说分子是美的,因为它体现了美是“人的本质力量的对象化”(马克思)。化学家在科学实验中,利用自然规律,把人的意志和目的变为现实,合成了自然界     

基于氧化还原循环信号放大技术的单分子电化学研究进展

现代分析科学的整体发展对分析方法的灵敏度、选择性以及快速响应等有了更高的要求。在单分子水平上实现对目标分子的检测及控制是化学家们长期以来梦寐以求的一项富有挑战性的前沿领域,也是近年来分析科学很重要的前沿发展方向。用电化学方法直接检测单分子面临的一项挑战是单个分子在氧化还原过程中得失电子产生的电流变化太小,现代仪器无法对如此小的电流进行识别。使电极表面氧化还原过程中的电子交换实现多次循环可以放大产生的电流,从而实现单分子水平的直接电化学分析。本文对近期通过循环电子交换过程放大电流信号的技术和装置进行了综述,将各类方法进行对比,并对单分子电化学未来的发展方向进行了展望。     

双功能催化剂Nix/MgyAl2O y+3用于丁酮烷基化反应

以Nix/zMgy/zAl2/z(OH)2(CO3)1/z(z=x+y+2,x=0.2、1,5≤y≤11.8)水滑石为前驱体,经高温焙烧和H2还原后得到了一系列可用于甲醇-丁酮(MEK)烷基化反应的Nix/MgyAl2Oy+3(x=0.2、1,5≤y≤11.8)双功能催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)等技术对催化剂的结构和形貌进行了表征。活性实验结果发现Ni/Mg9Al2O12催化剂具有较好的活性,在常压、温度280℃、原料液时空速(LHSV)6.0 h-1的条件下,丁酮的转化率为61.6%,3?戊酮(DEK)和3?甲基?2?丁酮(MIPK)的选择性分别为45.0%和17.7%。表征结果表明催化剂中合适的活性金属Ni和MgO含量对提高DEK和MIPK的选择性具有重要的影响,Ni与催化剂表面碱量之间的协同作用可能是影响催化剂的活性和选择性的主要因素。     

自旋交叉配合物[Fe(dpq)2(NCS)2]·1.5H2O的合成和磁性研究

自旋交叉配合物的研究是分子磁化学中的一个重要领域,并已引起人们的普遍关注。近期我们合成了一个新的配体dpq(dpq=dipyrazine[2,3f:2,3h]quinoxaline )和新的自旋交叉配合物[Fe(dpq)₂(NCS)₂]·1.5H₂O。通过元素分析、红外光谱、质谱、核磁共振、紫外光谱等方法对其结构进行了表征。变温磁化率和穆斯堡尔谱学的研究表明标题化合物是一个新颖的自旋交叉配合物,而且显示出不常见的15K回滞宽度,在降温时伴有一小台阶。通过对比发现,配体的共轭性在自旋交叉配合物中的影响是非常重要的。     

牛血清白蛋白与偶氮胂Ⅲ-镱?结合反应及其应用

研究了在酸性溶液中BSA与偶氮胂Ⅲ-镱(Ⅲ)络合物的结合反应.发现加入BSA后偶氮胂Ⅲ-镱?的吸收光谱产生减色效应和红移,探讨了实验条件对结合反应的影响.随着BSA量的增加,650 nm吸收峰线性下降,基于此建立了蛋白质定量分析方法,并运用于实际样品的测定,结果与紫外分光光度法测得的结果吻合.用分光光度法研究BSA与偶氮胂Ⅲ-镱?之间的结合模型,发现结合反应符合Scatchard模型.进一步的研究发现BSA与阳离子表面活性剂、偶氮胂Ⅲ-镱?之间的作用机理相类似.     

表面分子纳米结构构筑的分子工程学

以分子工程学的基本思想为指导,基于对表面分子自组装过程基本原理及规律的深入理解,以功能为导向开展表界面分子纳米结构的定向设计与构筑,发展其在分子器件、单分子科学等领域的应用,是纳米科学与技术研究的一个重要方向。本文结合近年来国内外的工作,概述了表面分子工程学中的研究进展,展望了该领域的研究方向。     

1⁃苯基⁃3⁃甲基⁃4⁃苯甲酰基⁃5⁃吡唑啉酮镝(Ⅲ)配合物的晶体结构、磁性及理论分析

采用缓慢挥发法合成了一例单核镝配合物[Dy(pmbp)3(H2O)2]·CH3CN(1),(Hpmbp=1?苯基?3?甲基?4?苯甲酰基?5?吡唑啉酮)。单晶X射线衍射数据表明镝离子与3个pmbp-配体和2个H2O分子配位,形成八配位的扭曲四方反棱柱构型。磁性测试表明配合物1在加场下可以表现出慢的磁弛豫行为,其有效能垒为42 K。通过理论计算得出了配合物1的磁易轴方向,并解释了其磁学性能。磁构关系研究分析了pmbp-配体的共轭效应对配合物1磁各向异性的影响。     

给化学科学号脉

包括传统意义化学和化学工程的化学科学是一门丰富、广泛、蓬勃发展的研究领域。在未来的10年里,化学在分子现象基础研究方面的突破,对化学科学自身转变和对改进人类生活质量和环境做出巨大贡献两个方面都富有潜力。因此,今天的化学科学可以提供许多重大挑战使其成为令人激动并为之奋斗的领域,应该受到国家的经费资助。　　最近,在美国化学科学与技术国家研究委员会董事会(NationalResearchCouncil′sBoardonChemicalScience&Technology(BCST) )的指导下,发布了一份新的报告:“超越分子前沿:化学和化学工程的挑战”(BeyondtheMolecula…     

单分子电子器件概况及其研究进展

分子电子学自诞生之日起迅速发展，已成为一门21世纪的前沿强交叉基础科学，受到了人们的广泛关注。本文概述了分子电子学的发展和研究内容，以及最新研究进展，并对今后的前景进行了展望。     

H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究

基于76T簇模型,采用量子力学和分子力学联合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法研究了H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程.结果表明,环己烯首先吸附在分子筛酸性位上,与酸性质子共同脱除一个H2分子后,在分子筛骨架氧上生成烷氧配合物中间体;然后再脱质子得到环己二烯,同时酸性位复原;再经历脱氢和脱质子历程,最后得到产物苯,并吸附在复原的分子筛酸性位上.计算得到脱氢的活化能依次为279.64和260.21kJ/mol,脱质子的活化能依次为74.64和59.14kJ/mol.所有脱氢反应都是吸热过程,生成表面烷氧活性中间体,随后的脱质子反应能垒较低,而且是放热过程.此外,比较了环己烯在分子筛酸性位上的三个竞争反应,即脱氢、质子化和氢交换反应的活化能垒,证明环己烯优先发生脱氢反应.     

聚集态分子排列对光电性能的影响

有机小分子材料是由许多分子构成的聚集体, 其性能既与单个分子的空间构型和电子特性有关, 更与聚集体中分子的排列方式和分子间相互作用密切相关. 在有机小分子材料中, 聚集体的性质并不是组成它的单分子行为的简单线性叠加, 而是经常呈现出聚集态的整体差异性响应特点, 即: 不同的聚集态分子排列引起截然不同的性能. 因此, 科学研究已逐渐由单分子研究迈向分子聚集态科学. 随着人们对分子聚集态科学的关注, 特别是对有机分子固态下的排列和堆积方式、分子间相互作用等方面的深入研究发现, 通过不同策略对分子聚集态行为的有效调控, 可以实现完全不同于单个分子特性的聚集态发光现象, 包括发光强度、颜色、形式以及激发过程的差异. 也可以通过分子聚集态的形貌和维度的调节, 实现不同光电器件性能的调节和优化. 本综述将分别介绍聚集态分子的排列方式对力致变色、室温磷光、力致发光和有机场效应晶体管等方面的重要影响, 进一步阐述聚集态分子行为的重要性, 同时, 为有效调控聚集态分子的排列方式, 有针对性地设计和开发优异性能的光电材料提供基础.