弱共价相互作用——不可忽略的分子间作用力

现有的化学教科书中将物质间的作用力分为化学键和分子间作用力。分子间作用力被描述为分子永久偶极和瞬间偶极引起的弱静电相互作用力。随着研究的深入,许多新的化学现象不能用现有的化学键和分子间作用力进行解释,而可以用原子轨道或分子轨道（用波函数描述）的弱重叠加以理解。文献中把这种既不同于普通化学键,又有别于教科书中所描述的分子间作用力的作用形式称为二级化学键,强调只在某些特别的物质中出现。本文通过对几种典型分子的结构和性质进行分析,认为二级化学键存在普遍性,可以看成是分子间的弱共价作用力,并认为这种弱共价作用是分子间作用力的重要组成部分。本文探讨了这种弱共价作用向化学键转化的可能性。     

质子酸的酸性强弱比较

酸碱质子理论是大学无机化学教学中最重要的概念之一,溶液中的酸碱强弱的比较虽然可以通过查找酸碱解离常数来得到,但在数据缺失情况下的定性比较酸碱强弱在教学中也很重要,而且这种比较可以帮助学生理解物质结构与性质之间的相关性。本文根据质子酸碱的化学组成和分子结构分析它们的酸碱性,并主要根据分子结构信息,包括键的极性、键的强度、键的离域、氢键、分子中键的环境等,推导、比较它们酸碱性的相对强弱。     

低温合成超导体Ba1-xKxBiO3

先以BaCO₃和Bi₂O₃为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO₃,然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba_1-xK_xBiO₃超导体. 所有样品均进行了粉末X射线衍射（XRD）和磁性表征. XRD结果表明,所得Ba_1-xK_xBiO₃样品均为纯相,且均可用赝立方晶胞指标化. 磁性测量表明所有样品具有超导电性,最高超导转变温度（T_c）为30.6 K. 讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响. 最佳的反应条件为：反应温度450 ℃,反应时间4 h,BaBiO₃：KOH：KF质量比1：5：2.5.     

低温合成超导体Ba1-xKxBiO3

先以BaCO3和Bi2O3为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO3,然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba1-xKxBiO3超导体.所有样品均进行了粉末X射线衍射(XRD)和磁性表征.XRD结果表明,所得Ba1-xKxBiO3样品均为纯相,且均可用赝立方晶胞指标化.磁性测量表明所有样品具有超导电性,最高超导转变温度(Tc)为30.6 K.讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响.最佳的反应条件为:反应温度450℃,反应时间4h,BaBiO3∶KOH∶KF质量比1∶5∶2.5.     

低温合成超导体Ba1-xKxBiO3

先以BaCO3和Bi2O3为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO3,然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba1-xKxBiO3超导体.所有样品均进行了粉末X射线衍射(XRD)和磁性表征.XRD结果表明,所得Ba1-xKxBiO3样品均为纯相,且均可用赝立方晶胞指标化.磁性测量表明所有样品具有超导电性,最高超导转变温度(Tc)为30.6 K.讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响.最佳的反应条件为:反应温度450°C,反应时间4 h,BaBiO3:KOH:KF质量比1:5:2.5.     

金属卤化物的水溶性

金属卤化物水溶性规律一直是困扰大一新生的问题。本文从原子结构和分子结构出发归纳了金属卤化物的化学键,再根据化学键的强弱分析其水溶方式,同时配以热力学数据讨论了其溶解过程中的能量变化,最后归纳出了金属卤化物的水溶性规律。     

探究乙烯与溴加成反应实验的改进

乙烯与溴的加成反应是高中化学非常重要的一种反应类型,也是化学课堂教学中值得探究的知识。分析了各种文献中判断乙烯与溴反应类型的实验方案设计上存在的一些问题,提出了取上层水溶液用pH试纸检验酸碱性以及取上层水溶液检验Br^-是否存在的改进实验设计。     

共价键的离子化

本文用化学键理论分析和推导了共价键离子化的几种方式,包括金属和非金属单质中共价键的诱导离子化、化合物中共价键的降温和自诱导离子化以及含氢化合物和金属化合物的诱导离子化。从能量角度分析了离子化趋势的规律性,并且讨论了共价键的离子化的一些重要应用。     

共价键稳定性的影响因素

虽然小分子中的共价键强度可以很方便地通过高斯计算而相当准确地得到,一些手册和数据库中也可以直接查出部分键能/离解能数据,但共价键的强弱变化的影响因素分析在化学教学中仍然显得非常重要。共价键的强弱与成键原子及其环境密切相关,其中成键原子因素主要包括原子半径、成键类型、成键轨道类型、相对论效应、电负性、成键数量、反馈效应和孤电子对效应,而成键环境因素包括键间张力效应、离域效应、次级化学键效应、诱导效应和位阻效应。在教学中,我们可以通过对化学键影响因素的分析帮助学生理解共价键键能的变化规律。本文分析了影响共价键强弱的主要因素,并介绍了这种分析思路在化学教学中的应用。     

离子的极化和形变

离子的极化和形变是无机化学教学中的一对重要概念,这对概念可以用于解释化合物的结构及许多物理和化学性质。然而一些教科书在介绍这对概念时,大都把极化作用限于阳离子,把形变作用限于阴离子,而忽略了阴离子的极化作用和阳离子的形变作用。同时,在应用这对概念解释化合物结构和性质时,条理上也不十分清晰,甚至还出现自相矛盾的情况,使得学生在学习这对概念时感到困惑。本文介绍了离子的极化和形变这对概念的基本含义,讨论了影响极化能力和形变程度的因素,分析了一些化合物的结构以及溶解度、颜色和热稳定性等物理和化学性质。特别是对一些教学中有争议的问题给出了合理解释。在分析小分子结构时,极化和形变概念的运用可以弥补杂化轨道理论和价层电子对互斥理论的不足。