三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.     

基于化学学科核心素养的初高中贯通教学研究*——以“化学键”为例

化学键是高中化学课程中的一个重要概念,但学生在学习过程中往往出现较大困难。1化学键教学中存在的问题与对策(1)化学键的本质:从原子结构的角度研究化学键的形成过程,学生过多关注"八隅体规则",而不能认识到化学键的本质。学生初中已学习到物质是由微观粒子构成的,但没有微粒间相互作用的概念。而化学键在本质上是相邻原子(离子)间强的相互作用,那么教学设计的重点就是要让学生认识到这种强的相互作用。通过让学生分析水在加热和电解2种条件下变化的区别,使学生认识到水分子之间的作用与水分子内部氢氧原子之间的作用是不同的,自然就认识到化学键的本质。     

过渡金属-配体σ键键能在碳-氢键活化中的应用

过渡金属催化的碳-氢(C-H)键活化因其优异的原子经济性及步骤简便性在过去几十年间蓬勃发展,已成为当前构建复杂化合物最常用的策略之一.对该过程中活性中间体的热力学研究有助于加深人们对反应机理的理解,指导新催化剂、新反应的理性设计.然而,近年来该领域的发展颇为缓慢,相应的报道十分零散,缺少系统的归纳和总结.本综述简要梳理了过渡金属-配体σ键键能的研究历程,并举例阐述了这些热力学参数在分析反应可行性、判断反应选择性等方面的应用,旨在推动过渡金属络合物相关的热力学研究的快速发展.     

化学键合法制备长效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯材料及其性能

通过化学反应将抗菌剂聚六亚甲基盐酸胍(PHMG)键合到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体上,制得抗菌剂质量分数为15%的PET抗菌母料(PET-g-PHMG),PHMG与PET的键合效率达93.7%.透射电子显微镜(TEM)结果表明,化学键的键合作用提高了PHMG与PET的相容性,使得极性的PHMG以纳米尺寸均匀分布在PET-g-PHMG中.在PET基体中添加少量PET-g-PHMG,可制成不同抗菌剂含量的PET样品,抗菌母料PET-g-PHMG的添加可抑制PET基体的降解,提高抗菌PET样品的特性黏度.所得抗菌PET样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在99%以上,即使反复水洗,抗菌性能也无明显降低.该抗菌PET样品具有良好的可纺性,通过熔融纺丝可以制成抗菌PET纤维,其抗菌性能具有耐水洗性,抗菌动力学测试结果表明,该抗菌PET样品对革兰氏阴性和阳性细菌还具有较快速的杀灭作用.     

弹性固体红外辐射特征的微观机理初探

从原子晶格模型出发, 研究了原子振动频率及辐射随原子间距的变化规律; 探讨了 固体材料弹性阶段的红外辐射特征、影响因素和所属形变范围, 并与弹性固体材料红外辐射 场进行了对比分析. 发现本文模型揭示的红外辐射升温区和降温区与实验结果较为一致, 从 而初步揭示了固体材料载荷初期红外辐射特征的微观机理.     

封面故事

在磁性马氏体结构相变研究中,元素替代是对材料相变温度调控的一个有效方法.替代过程中不同原子配置下的化学键合作用势必影响体系的相稳定性.因此,研究体系化学键强度的变化成为理解相变温度变化的有效途径.电子定域函数(ELF)可以反映不同原子成键时的电子对分布情况,而成为直观而定量地描述各类化学键成键状态及变化的有力     

螺桨烷型分子BX[(CH_2)_n]_3和BX(CH_2)[CH(CH_2)_nCH](X=N,P)的结构和性质

采用密度泛函理论(DFT)研究了螺桨烷型分子BX[(CH2)n]3和BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的结构、稳定性、化学键和电子光谱性质.计算结果表明这些分子都是稳定的.BX[(CH2)n]3(X=N,P;n=1-6)的最高占据分子轨道(HOMO)和最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙均大于5.20 eV,其中BN[CH2]3和BP[CH2]3的能隙超过7.0 eV,与C5H6的能隙(7.27 eV)很接近,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P;n=1-6)的能隙在6.80 eV左右.所研究分子能量的二阶差分表明BN[(CH2)3]3、BP[(CH2)4]3及BX(CH2)[CH(CH2)2CH](X=N,P)是最稳定的.BX[(CH2)n]3的Wiberg键级表明除了BN[(CH2)n]3(n=2和6)中不存在B―N键,其它化合物中B和N均形成了化学键,BP[(CH2)n]3中除了BP[(CH2)2]3不存在B―P键,其它的均存在.电子密度的拓扑分析表明N―B键属于离子键,而P―B键具有共价键特征.BX[(CH2)n]3(X=N,P)的第一垂直激发能分别在191.1-284.8 nm和191.8-270.1 nm之间,BX(CH2)[CH(CH2)n CH](X=N,P)的第一垂直激发能分别在190.5-199.7 nm和209.0-221.3 nm之间.     

不同基质中s1p1组态的能级

研究了s1p1组态能级位置及能级劈裂同基质的关系. 结果表明, Sn2+的A、B、C带能级和In+、Tl+的A、B带能级位置同基质的环境因子he呈线性关系, 能级能量随he的增大而减小, 给出了相应的经验公式, 并计算了In+和Tl+自由离子的A、B带能级能量. 计算结果同实验数据十分吻合, 最大的偏差来自Tl+的B带, 偏差率仅为-7.34%. 随基质he的增大, 高能级能量比低能级下降得更快, A、B和C带间的能级间距相应变小. 通过对比发现: Sn2+、In+、Tl+的A、B带能级对基质的敏感性存在较大差异, Sn2+能级能量受基质变化影响最大, In+的能级能量随基质变化最小. 更为重要的是, 发现随着he的增大, Sn2+、In+和Tl+的A、B和C带能级劈裂相应变小, 甚至不再劈裂, 很好地解释了光谱现象.     

电子自旋、微观可区分性及化学键

本文从分析电子自旋磁矩(磁极)的空间性质入手,讨论了电子的可区分性.通过讨论2个电子自旋组态的8种形式,其中,包括4种磁极吸引的耦合态、4种磁矩排斥的非耦合态,同理,电子轨旋运动也存在4种耦合态.自旋耦合、轨旋全耦合需要8个电子,所以元素周期性为8音律.磁矩耦合是形成化学键的第一要求,第二才是异核吸引作用;化学键的广义表达语言应该是:化学键只能由磁矩耦合的电子组成.对电子的波粒二象性和测不准原理进行了新的理论解释,并讨论了波粒二象性和测不准现象的物理模型.该模型与电子的微观可区分性相一致.     

稀土—铱—锑合金热电材料的结构与量子化学计算研究

应用离散变分Xa量子化学计算方法，研究了IrSb3，Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmGe3Sb9三个skutterudites的组成、结构、化学键和热电性能之间的关系。对Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmCe3Sb9，用多个模型研究了稀土元素振动的结构。计算结果表明，稀土原子靠近Ge原子的模型比靠近Sb原子的模型更为稳定，热导率也较低。Ir4NdGe3Sb9的共价键比Ir4SmGe3Sb9弱，Ir4NdGe3Sb9和Ir4SmCe3Sb9的共价键又比IrSb3弱，与热导率的实验测量结果一致。