非金属元素的同素异形体(一)——氢和硼的同素异形体概述

进行了同素异形体概念的探讨。简要叙述了氢和硼2种典型非金属元素形成的各种同素异形体的存在、组成以及结构、制备和性质,首次将多种硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面等晶态硼的内容补充在硼的同素异形体中,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。     

再谈磷的同素异形体(1)——块体磷的同素异形体

结合最新研究进展，全面介绍了块体状磷的同素异形体——白磷、红磷、黑磷等，包括存在、组成、性质、结构、制备、应用等，同时明确了紫磷、希拖夫磷、灰磷、褐磷等概念，提出了大学本科化学教学的建议。     

非金属元素同素异形体化学(三)——硅的同素异形体

对数目众多的硅的同素异形体进行了全面归纳,它们可分为硅纳米晶的不同物相类、纳米结构硅物质、硅原子簇和硅烯等4大类。简要叙述了各种同素异形体的存在、组成和结构、制备和性质,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。     

一维新型碳的同素异形体:碳链

碳链是一种完全一维的、具有电子轨道sp杂化结构的新型碳的同素异形体.正是由于碳链的独特的一维结构,使其拥有区别于富勒烯、石墨烯和碳纳米管的化学键,从而表现出更加优异的性能,如:理论预言碳链的机械强度是石墨烯的几倍;碳链的导热也类似于石墨烯和碳纳米管;碳链是具有直接带隙的半导体材料,且带隙的大小可以通过其长度来调控,其长...     

二维高分子——新碳同素异形体石墨炔研究

二维平面网络结构的石墨炔具有大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能.石墨炔特殊的电子结构和孔洞结构使其在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域具有潜在、重要的应用前景.自2010年被成功合成后,吸引了来自化学、物理、材料、电子、微电子和半导体领域的科学家,对其诱人的半导体、微纳电子、光学、储能、催化和机械性能进行了探索.本文总结了二维高分子石墨炔的研究进展,重点描述了石墨炔潜在性质和性能的理论预测,以及石墨炔的合成及其在电子、光伏、储能和催化领域的应用等.     

具有螺共轭结构的碳的同素异形体:glitter碳

介绍碳的新的同素异形体glitter碳的结构及螺共轭特征,对碳的同素异形体的结构进行了比较。     

氧元素的同素异形体*

对氧的同素异形体进行了梳理,简要叙述了“固态O₂和四聚氧(O₄)”的制备、结构与晶型转变。其中固态O₂相变涉及的研究较多,在超高压下,固态O₂从绝缘体变为金属态;在极低温度下,固态O₂又转变为超导体。采用以“相变”为主线对固态O₂的6种晶体学相进行了概述,并简要评述了O₄(四聚氧)的结构与性质。     

基于从头计算法的三维碳同素异形体结构设计

由于独特的成键特性,在不同温度和压强下,碳具有丰富的结构特性。除了实验上已发现各种同素异形体,理论计算也预言了丰富的新结构。在本文中,我们对第一性原理计算预言的三维碳同素异形体做了综述,特别地,我们着重关注了泡沫状的碳结构。碳泡沫主要由石墨片断以各种碳键连接而成,具体多孔结构及较大的表面积。另外,针对由低维碳结构,如碳富勒烯、纳米芽、纳米管及石墨烯等组成的三维碳超结构以及其他三维碳晶体我们也做了概述。这些新型碳结构有的由混杂的sp-sp²碳或者纯sp²碳组成(H-6, bct-4, C-20, K₄等),有的质量密度比金刚石还大(C₈, hP3, tl12, tp12等),有的可以由石墨在室温高压下转化而成(M碳, bct-4碳, W碳, Z碳等)。在这些预言的碳同素异形体中,有些在将来可能在实验室合成。     

非金属元素砷的同素异形体研究进展*

依据砷化学的快速发展,分别对砷元素3种典型单质(灰砷、黑砷、黄砷)以及多种新型结构的砷同素异形体的制备、结构、化学特性及应用等方面进行综合介绍,为砷元素的教学及科研提供全新且丰富的素材。     

金属锑的同素异形体概述

结合最新研究进展,归纳总结了金属锑的同素异形体,包括块体锑(灰锑、爆炸性锑、黑锑、黄锑)和纳米锑(锑烯、锑纳米管).介绍了锑的各种同素异形体的组成、结构、性质、制备和应用等,为丰富金属元素的教学和扩展研究提供重要素材.     

富勒烯能否互称为同素异形体

针对一道广为流传的有关富勒烯高考试题,初步介绍了富勒烯的结构与性质,指出富勒烯不能互称为同素异形体,并提出新课程理念下应用化学学科前沿成果的材料命题的思考与对策。     

非金属元素氮的同素异形体概述

依据全氮物质的研究进展对非金属氮元素的同素异形体进行了归纳,按结构不同可将其分为分子氮、聚合氮、金属氮和原子簇氮等4类.分别对各种同素异形体的组成、结构、存在与合成进展以及应用进行了综合介绍,为丰富氮元素的教学和扩展应用研究提供重要素材.     

非金属元素硒的同素异形体*

结合史实文献和最新研究成果,汇总了硒的同素异形体,可分为气态硒、液态硒、固体硒、纳米硒和硒团簇等5类,重点介绍了固体硒、纳米硒和硒团簇的种类、结构、性质、制备和应用等。完善了硒同素异形体在教学中的深入介绍,有助于体现科学研究对本科教学内容改革的推进作用。     

硫的同素异形体*

硫是固态同素异形体数量最多的元素。但就单质硫的同素异形体而言,教材中并没有详细概述。根据硫化学的研究进展,全面考察了硫的同素异形体的种类,讨论了它们的制备、晶体结构及其相互转化,着重体现了科学技术对其同素异形体扩展的重要作用,完善了硫同素异形体在教学中的深入介绍。同时,也体现了科学研究对本科教学内容改革的推进作用。     

线型碳的化学法合成研究进展

线型碳是碳的一种新的同素异形体,可望应用于生物医学和材料科学。线型碳的合成方法主要包括物理法和化学法。近年来,基于利用有机小分子或各种聚合物为原料的化学合成法发展迅速,本文主要综述其研究新进展。     

再谈磷的同素异形体*——磷纳米材料和磷烯

依据磷化学的研究进展全面考察了磷的另一类同素异形体,包括磷纳米材料类和磷烯,它们都是结构特殊的先进材料。详细介绍了它们的制备、组成、结构、性质及其重要应用。     

2,3-二氰基-2,3-二(p—X苯基)丁二酸二乙酯类碳—碳键型引发剂

合成了2,3-二氰基-2,3-二(p—X苯基)丁二酸二乙酯(X=OCH_3,CH_3,Cl,H和NO_2),分离出它们的meso-和dl-异构体,分别对这些异构体的分子结构和构型进行了鉴定,测定了它们分子的中心C—C键均裂反应动力学及其对苯乙烯等的引发作用。     

2D氮化碳:通过调节非金属硼掺杂C3N5阐明宽酸性及碱性pH范围的光催化析氢的反应机理(英文)

太阳能驱动水裂解产氢是一种绿色能源技术,用于制备可再生和零碳排放燃料以实现可持续能源生产.近期,氮化碳(g-C₃N₄)同素异形体C₃N₅的出现克服了g-C₃N₄的固有缺点,如光生载流子快速复合和可见光吸收差,而导致极低的光催化效率.本文将硼掺杂剂通过原子替换或间隙掺杂的方式引入到C₃N₅体系中,并利用密度泛函理论对纯C₃N₅和硼掺杂C₃N₅体系进行计算,考察了硼原子对C₃N₅电子和光学性能的影响以及其催化析氢反应(HER)机理.热力学计算结果表明,硼原子掺杂在C₃N₅体系中是可行且有利的.在N3位氮原子被硼原子取代(B_N3-C₃N₅)后,带隙(0.6 e V)变窄.与纯C     

纳米碳材料非金属催化的研究进展

纳米碳材料直接作为催化剂的非金属碳催化是目前材料科学与催化领域的前沿方向之一.相对于传统金属催化剂,纳米碳材料催化剂具有高效环保、低能耗、耐腐蚀等优点.在烃类转化、化学品合成、能源催化等领域表现出优异的催化性能和发展潜力.综述了近年来纳米碳非金属催化研究的最新进展,主要包括新型纳米碳材料的表面性质、催化特性、反应机理和宏观制备等关键问题,并对纳米碳催化存在的挑战和前景进行了展望.