凝聚态化学的研究对象与主要科学问题

本文提出了“凝聚态化学(Condensed Matter Chemistry)”的概念,提出其研究对象是由传统化学上被视为反应主体的原子、离子以及分子等“基本粒子”,藉“稳定的粘连关系”凝聚形成的具有特定组成、多层次结构与性质、功能的物质凝聚态。本文以固态为例,讨论了(1)凝聚态的多层次结构;(2)凝聚态的化学性质与化学反应;(3)凝聚态构筑化学中的前沿科学问题;(4)凝聚态化学中的高新表征方法与技术的发展与开拓。并对四个领域中的主要科学问题进行了比较深入的探讨,为进一步再认识传统化学,特别是对其中心问题,即化学反应的再认识提供了方向与基础,为开展“凝聚态的多层次结构-化学性质与化学反应-凝聚态物质的构筑定向合成与精准制备”三个方面的关系研究,总结规律与“分态”建立“凝聚态结构理论”与“凝聚态化学反应理论”,建设“凝聚态化学”提供了科学体系与内容,并为进一步开展“凝聚态工程学”研究提供了前提与基础。     

高分子凝聚态结构与化学

高分子凝聚态的研究是高分子科学中的重要内容,在高分子凝聚态的形成机制及对宏观物理性能的影响方面已形成了较为系统的理论和应用实践基础,但在高分子凝聚态的化学性质方面虽有较多的研究工作,却鲜有系统性的归纳总结。凝聚态化学概念的提出,有助于科研人员更深入、系统地研究高分子聚集态结构与其化学性质之间的关系及相关规律。本文以高分子凝聚态为讨论对象,对高分子凝聚态化学性质的一些代表性研究工作进行了归纳和整理,内容包括:(1)高分子结构化学对高分子凝聚态的影响;(2)高分子凝聚态结构对进一步化学反应的影响;(3)高层级凝聚态的化学性质及其对化学反应的影响。希望通过对上述研究工作的实例分析和探讨,为科研人员从化学性质变化的角度去理解和开展高分子凝聚态的研究提供一些参考和启示。     

无溶剂或少溶剂的固态化学反应

根据热力学,固态化学反应一般具有一旦发生就必完全的特征;但在固体之间存在组成可连续变化的溶液(固熔体)时,固态化学反应体系有可能出现化学平衡。固态化学反应还可能导致立体选择性产物、产物颗粒不易长大、最低反应温度等特征。本文特别指出,为了促进固态化学反应快速、有效、安全地发生,可使用少量溶剂而不用担心固态化学反应无平衡特征的丧失,同时获得良好流动性的反应物浆料,并因此能使用适当的搅拌技术来促进反应;其次,任何复杂的固态化学反应都可以分解成若干双组分反应,可以按一定步骤实现复杂化合物的合成或装配。因此,研究固态化学反应可能会产生更加绿色的化学过程,具有非常现实的理论和应用价值。本文以固态配位化学反应为例来说明如上理论推演结果。这里,固态配位化学反应是固体无机金属化合物与固体有机或无机配体之间的化学反应,它们与固态有机化学反应一样,可以在室温~300 ℃的温度下、不存在任何溶剂的情况下发生。     

化学反应平衡常数

化学反应平衡常数是化学中一个重要的物理量,在过去的教学中曾有不同的认识,许多文章对此进行了讨论.1982年我国颁布了一系列国家标准(以下简称GB标准),其中GB3102.8-82《物理化学和分子物理学的量和单位》对化学反应平衡常数作了明确的定义和规定,可以统一目前对平衡常数的不同认识,如:有哪些平衡常数?它们的表达式怎样?平衡常数有无量纲?平衡常数只是温度的函数,还是同时是温度、压力、浓度的函数?     

超临界二氧化碳中的化学反应

超临界流体;溶剂;超临界二氧化碳中的化学反应     

开放式声化学反应体系中的反应动力学

采用气液传质的双膜理论建立了开放体系中声化学反应的动力学模型，同时用声源频率为500 kHz，声强为3 W·cm^-2的超声波在开放式声化学反应器内引发被空气饱和溶解的KI纯水溶液中的声化学反应，并检测反应过程中溶液的电导率，pH值改变及KI溶液中I₂的析出量，结果表明，它们与超声辐照时间之间呈线性关系，与理论模型吻合。     

点击化学反应在蛋白质组学分析中的研究进展

一价铜催化的叠氮炔基的特异性反应通常被称为"点击化学反应"。点击化学反应作为一种重要的分子连接方式,能够在分子水平实现特定小分子基团之间的简单高效连接。因其快速高效、选择性高、条件温和、副反应少等优点,在蛋白质组学分析中有广泛应用,包括新生成蛋白的鉴定和多种翻译后修饰蛋白的鉴定等方面。因此,深入研究点击化学反应在蛋白质组学中的反应机制,对理解蛋白质的结构功能具有重要意义。本文综述了近年来点击化学反应在蛋白质组学中的几类重要应用,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

超临界CO_2在化学反应中的应用进展

本文详细地综述了最近几年来有关超临界CO2流体中的化学反应的研究成果，展望了超临界CO2化学反应的开发应用前景，试图让这一崭新的研究领域受到更加广泛的关注。     

NaCl激光晶体制备中的色心化学反应

从热化学反应、光化学反应、可逆反应角度对NaCl晶体中晶体色心的形成、分解、转化、聚集、异构体等现象给以“化学反应”化的描述和实验例证。     

化学反应速率与化学平衡

化学反应的平衡常数 K 与正、逆反应速度常数 k_f、k(?)的关系:(1)式(1)常见于无机化学、物理化学、化学动力学等教科书、专著及文献中。被人们称为定理(theo-rem)、速度商定律(the rate quotient law)、动力学和热力学的一致性(complete consistency of ther-modynamics and kinetics)等。事实上,式(1)的应用有严格的条件,它仅适用于基元反应及决速步的计算数为1的总包反应。     

高分子单链凝聚成与线团相互穿透的多链凝聚态

高分子单链凝聚态由于链内链结构单元间存在范德化吸引作用,高分子链呈打圈链构象,而多链凝聚态由于链内链单元间的吸引作用被与相互穿透的近邻链的单元间吸引作用所屏蔽,高分子链呈高斯链构象。本文简要介绍单链凝聚态试样的制备方法,单链单晶体、单链玻璃体、溶胀的单链高弹态拉伸等的实验观察,并提出从单链凝聚态到多链凝聚态的转变过程问题,即高分子线团的相互穿透过程,目前还缺少基础了解。     

水热体系中的凝聚态及化学反应

水是一种清洁、安全、环境友好的化学反应介质,认识水介质体系中水的性质及水热化学反应对凝聚态化学的研究至关重要。水热条件下的水处于高温高压状态,其物理化学性质往往与常态下的水完全不同;因此,水热体系中可进行的化学反应范畴大为拓宽。本文介绍了水分子及其团簇的结构,水性质随条件变化的规律和特点以及水热体系中的凝聚态问题,综述了水热体系中典型的材料合成、水热有机化学反应、生物水热合成等内容,梳理了凝聚态和水热化学之间的关系,期望从凝聚态化学的角度为理解水热化学及反应体系提供一些新的思路。     

从固体化学到凝聚态化学

“凝聚态化学”是化学学科一个新的发展领域,其基本思想是超越分子和理想晶体的界限,多层次地研究物质的组成、结构、性质、制备以及它们之间的关系。本文简要回顾了从固体物理到凝聚态物理的历史以及固体化学的发展历史,分析了固体化学的学科特点,指出固体化学的发展必然孕育着“凝聚态化学”的形成,同时指出,化学学科中的多个领域也都会将“凝聚态化学”作为自己的发展方向。建议了从固体化学向“凝聚态化学”发展的途径:完善固体化学学科的知识体系,拓展固体化学的知识范围,创造“凝聚态化学”的标志性成果。最后强调,与凝聚态物理学家密切合作,共建“凝聚态科学”大厦。     

微圆盘电极上耦合一级均相反应的稳态电流

在电极表面反应物浓度均匀的近似假设下, 得到了微圆盘电极上暂态可逆反应的一般解. 然后利用该一般解得到了微圆盘电极上耦合一级均相反应的可逆电极反应CE、EC、EC′和ECE 的稳态电流计算公式.     

高压条件下的凝聚态化学

本文介绍了高压条件对凝聚态物质电子结构和晶体结构的影响,其中包括高压对元素外层电子结构、能带结构和晶体缺陷的影响,高压导致的原子配位数的增加、元素非正常氧化态、结构相变和态变。同时从十个方面介绍了高压条件下凝聚态物质间的化学反应,最后对高压条件下凝聚态化学未来的发展做了展望。     

液态凝聚态调控的分散质组装及功能

凝聚态化学是研究利用分子间作用力构筑凝聚态物质多层次结构实现物质功能和化学反应的新研究领域。相比于固态凝聚态化学,液态凝聚态化学研究涉及多相态,如液态凝聚态如何影响分散质的存在状态和功能特性等重要课题。从凝聚态化学的角度认识分散质在其中的聚集行为不但有利于获得预期的分子存在结构状态,而且可以探索环境条件对组装结构形成的过程认识。本文在对液态凝聚态的物理化学性质,尤其是与溶质分散和聚集相关方面进行简要概述的基础上,选取典型示例分别阐述了液态凝聚态在分散质组装过程、组装与解组装以及组装体结构转变等方面的作用。在液态凝聚态对物质性质影响方面,从其对染料分子的紫外-可见吸收、电子转移、手性调控以及催化等几个方面进行了讨论。在这些过程中,作为连续相的液态凝聚态的介电常数、极性以及黏度等性质对于分散相的存在状态和性质起到了关键作用。然而,受现有仪器检测范围的限制,液态凝聚态与分散质之间的快速、多变且细微的作用力很难在时间和空间上进行准确测定,而从实验和理论两个方面进行相互拟合来说明液态凝聚态的作用是一个重要且行之有效的策略。     

咪唑根碱性离子液体在水介质Knoevenagel反应中的催化作用

报道了咪唑根1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Im)碱性离子液体的合成与表征,该离子液体具有强碱性和较好的热稳定性.碱性离子液体[Bmim]Im用于催化水介质中Knoevenagel反应,发挥了碱催化剂与相转移催化剂双重作用.此外,离子液体[Bmim]Im及其水溶液还具有良好的循环使用性能.水介质、低催化剂用量、室温...