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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

化学家的浪漫 月之女神——硒*

硒是一种人体必需的微量元素,有抗癌之王的美称。1817年,贝采里乌斯历经各种坎坷,克服重重困难,终于发现了“月神”--硒。然而关于硒的研究并不是一帆风顺,在很长的一段时间里,硒被视为有毒元素,无人问津。此后又过去了一百多年,硒的价值才逐渐被人们正确认识,得以在农业、工业、生命科学等领域大显身手。通过查阅文献,叙述硒的发现过程,介绍关于硒的最新研究和应用情况,为读者详解这一化学元素。     

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。     

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。     

非金属元素的同素异形体(二)——再谈碳的同素异形体

以“同一元素的不同形态的纯单质互称同素异形体”来定义,对数目众多的碳的同素异形体进行了归纳,它们可分为石墨、金刚石、富勒烯碳原子簇和新型纳米材料等4类。简要叙述了各种同素异形体的存在、组成、结构、制备、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。     

微量元素硒与人体健康

从流行病学研究综述了硒与多种疾病、如心血管疾病、肿瘤、白仙障以及糖尿病的关系。硒对这些疾病的治疗机理以及有机硒药物的研制情况。     

Exploration of Carbon Allotropes with Four-membered Ring Structures on Quantum Chemical Potential Energy Surfaces

The existence of a new carbon allotrope family with four-membered rings as a key unit has been recently predicted with quantum chemical calculations. This family includes carbon allotropes in prism-, polymerized prism-, sheet-, tube-, and wavy-forms. An atypical bond property has been observed in this series of carbon structures, which differs from the typical sp³, sp², and sp hybridizations. The lowest energy barrier from some of the equilibrium states of the carbon structures has been determined with the SHS-ADDF (s caled-h ypersphere-s earch combined with the a nharmonic d ownward d istortion f ollowing) method within the GRRM software program package. The height of the barriers indicates that the well is deep enough for the carbon structures to exist. This class of carbon allotropes is expected to be energy-reservoirs with extra energy of 100–350 kJ mol⁻¹ per one carbon atom. This article presents the structures, energies and reactivity of the carbon allotropes with four-membered ring structures as well as the background of the findings in the context of the global exploration of potential energy surfaces. © 2018 Wiley Periodicals, Inc.